钛合金具有低密度、高比强度、良好的生物相容性、耐高温、耐腐蚀等优点,因而在航空航天、航海工程、生物医用等领域的应用日益广泛。TC4（Ti-6Al-4V（wt.%））钛合金是一种α+β钛合金,也是目前应用最广泛的钛合金,每年其产量大约占到钛合金总产量的70%左右,随着钛合金的广泛应用,在机加工过程中产生的废料也日益增多。目前限制钛合金应用的主要问题是高成本和低利用率。本研究以回收的TC4钛合金车削屑为原材料,通过粉末热机械固结工艺实现TC4钛合金的固态再生,并通过不断优化实验参数制备出低成本、高性能的热挤压锻TC4钛合金样品。借助光学显微镜、扫描电镜、透射电镜等分析了样品的显微组织,利用万能拉伸试验机测试了挤压锻样品的强度和延伸率等力学性能,通过扫描电镜对拉伸断口和断口纵截面进行观察并分析样品的断裂机制以及粉末固结情况,并对样品的硬度、相对密度等进行分析。结果表明,经过固结后的固态再生TC4钛合金热挤压锻样品在冷却的过程中逐渐由β相转变为沿着原始晶界的α片层组织及交错分布的针状马氏体组织,随着固结温度的升高,转变形成的α片层组织及针状的马氏体组织有逐渐长大的趋势。通过对不同固结温度的挤压锻样品进行表征,发现固结温度为1100℃的挤压锻样品固结水平较低,样品中含有较多孔洞,1200℃和1300℃均能使热挤压锻样品达到较高的粉末固结水平。经过700℃/6 h真空退火处理后的热挤压锻样品具有较细的α片层组织同时夹杂着β相,α片层的厚度在0.3-1 μm之间。真空退火处理后热挤压锻TC4钛合金样品的强度有所下降,延伸率能够得到大幅度提升。同一挤压锻样品边缘位置较心部位置的显微组织更为细小、相对密度更高,强度和塑性也更好。固结温度为1200℃的热挤压锻样品心部位置和边缘位置的抗拉强度和延伸率分别达到 1239±7 MPa、1269±4 MPa和 13.39±0.84%、16.79±0.72%,样品的断裂方式以韧性断裂为主,在拉伸试样断口附近的纵截面上未发现由粉末颗粒分离造成的孔洞,说明热挤压锻样品在较短的时间内就达到了较高的粉末固结水平。粉末热机械固结工艺能够实现TC4钛合金的的固态再生并制备出低成本、高性能的热挤压锻样品。热挤压锻样品的力学性能与样品微观组织、间隙元素含量、固结状态有着密不可分的联系。