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本文通过HITACHI SU-70型热场发射扫描电镜,Rigaku D/max-rc型X射线衍射仪,CHI600E型电化学工作站,YW-80型盐雾试验机等检测手段,试验研究了钛合金TC4原材料的组织优化工艺,在组织优化的基础上,采用三种氧化方式(超音频感应加热、微弧氧化、阳极氧化)对钛合金TC4进行表面氧化处理,并分别研究了如下内容：采用超音频感应加热方式对钛合金TC4进行加热,选用合适的感应距离,通过控制感应加热时间以及对试样表面进行喷丸,对比所得超音频氧化膜的表面微观结构、物相组成、结合强度、耐蚀性等内容,研究了感应加热时间以及喷丸对超音频氧化膜结构与性能的影响；采用微弧氧化方式对钛合金TC4进行处理,通过在电解液中添加微量稀土化合物Ce(NO3)2,对比前后微弧氧化膜的表面微观结构、物相组成、耐蚀性等,确定电解液中添加稀土化合物Ce(NO3)2对微弧氧化膜的影响；通过改变工艺电压,研究了电压对钛合金阳极氧化膜形貌及性能的影响。得到如下结论：感应加热氧化时间对超音频氧化膜的形貌及性能影响较大,时间较短会使氧化膜覆盖不够完全,时间太长则会导致氧化膜开裂,形貌不均匀,最终影响性能；在感应加热时间为25s-30s时,超音频氧化膜微观形貌、显微硬度、膜厚、物相结构、元素组成最为优良,结合力可达32.4N,耐蚀性相较于基体提高1个数量级以上。喷丸对后续超音频氧化膜有较为明显的影响,表面喷丸50s后对钛合金TC4进行超音频氧化25s,形貌有较为明显的改变,氧化膜的厚度有所降低,但其硬度、与基体结合力都有较大提高,腐蚀则因为喷丸产生的表面压应力变得更加缓慢,耐蚀性相较于未喷丸提高1个数量级以上。钛合金TC4微弧氧化20 min时氧化膜生长较为完整,电解液中添加稀土化合物Ce(NO3)2含量为0.10g/L时,钛合金微弧氧化膜的表面微观结构、相结构及其他性能较好,尤其是耐蚀性,与未添加稀土化合物相比提高2个数量级以上：但稀土化合物Ce(NO3)2添加含量增至0.15g/L时,氧化膜中出现稀土氧化物CeO2,同时综合性能有所下降。钛合金阳极氧化电压为120V时,氧化膜形貌最为均匀,硬度、厚度等也较好,与其他试验电压时相比耐蚀性最好。采用氧化膜的盐雾腐蚀试验综合对比了不同方式所得氧化膜的耐环境腐蚀能力,经48小时中性盐雾试验后,耐蚀性最佳的为喷丸超音频氧化膜,在盐雾环境中40h左右才出现腐蚀斑点；稀土微弧氧化膜、阳极氧化膜和原始试样出现腐蚀斑点时间分别为31h、25h和22h左右,均少于喷丸超音频氧化膜。