TC18钛合金作为较早实际应用的Ti-Al-Mo-V-Cr系高强高韧钛合金，退火状态下的强度是现有合金中退火强度最高的。退火后的Ф140mm-250mm锻件Rm为1080-1280MPa，KIC为65MPa m1/2。该合金有很深的淬透深度，截面淬透深度高达250mm，并且具有强度高，韧性高，塑性好以及焊接性能优良等特点[1,2]。本文首先研究了TC18钛合金的双重退火热处理工艺对TC18钛合金组织的影响，然后以双重退火热处理结果作为研究的基础，研究了双重退火热处理中各阶段保温温度，保温时间，保温方式，以及三个保温阶段对TC18钛合金组织的影响，最后改变第一阶段保温温度，使之在相变点左右，得到了一些新的发现。研究主要得到了以下结论：（1）第一阶段保温温度在两相区下部的双重退火热处理得到的组织以等轴组织为主，第一阶段保温温度接近相变点会出现三态组织，而第一阶段保温温度在β相区则得到网篮组织，采用不同的热处理制度钛合金的组织形态会有所差异。随着不同热处理过程中高温保温温度从820℃，835℃，850℃，870℃，880℃不断升高，钛合金显微组织的经历了从等轴组织、双态组织、三态组织到网篮组织的演变；（2）第一阶段退火温度越高, α相晶体颗粒越大，α相从条状向块状或片状发展。第一阶段退火温度不仅控制α相颗粒的大小，也控制α相的形态。随着第二、三阶段退火温度的提高,初生α相含量略有减少，从基体上析出的次生α相弥散度提高；热处理时间可以显著的改变α相的形态，随着保温时间的增加，α相有合并长大的趋势。（3）双重退火在不同的保温阶段，冷却速度对组织产生的影响不一样。在第一、二阶段，冷却速率会显著影响β转变相基体析出的次生α相大小和片层厚度，而在第三阶段保温过程中，空冷和水冷对α相大小几乎没有影响。（4）近β区双重退火热处理工艺可以得到三态组织即10%左右的等轴α，50-60%网篮交织的条状α和转变β基体。近β区热处理不同的保温阶段，初生α相大小几乎不变，次生α相会聚集长大，但是到一定程度后大小不再增加；β晶粒会逐渐长大，但是晶界存在一定的破碎。（5）β热处理，高温保温温度不论是870℃或者是880℃，得到的最终组织都是网篮组织。β热处理中，冷却速率对钛合金的组织同样会产生一定的影响，水冷后的α相束集的长径比明显小于空冷和炉冷的α相，三个阶段都水冷的组织中，α相呈针状，密集分布在整个β相基体上。高温阶段的保温温度和冷却方式对最终的组织大小形态作用显著。β热处理过程中，经过一阶段保温后空冷，从β相基体上析出颗粒很小的α相，经过二阶段保温后，细小的颗粒α相聚集长大。颗粒状α相优先在晶界上，并且与晶界保持一定角度形成长条状的α集束，而晶内长条状的α集束又与在晶界上形成的长条状的α集束保持一定角度，从而形成了网篮编织状的组织。