钛合金置氢处理是利用氢致塑性、氢致相变，以及钛合金中氢的可逆合金化，以实现钛氢系统最佳组织结构，改善钛合金加工性能的新方法。目前国内外对钛合金的研究主要集中在α+β型双相钛合金，而对近α型钛合金的热氢处理及置氢后合金中氢分布规律的研究较少。　　 本文在研究了近α型TA15钛合金置氢动力学的基础上，采用物理实验、数学解析和数值模拟的方法比较系统地研究了置氢TA15钛合金中的氢分布规律，求解出了氢在TA15钛合金中的扩散系数，进一步研究了置氢TA15合金的梯度组织和力学性能，阐明了氢对钛合金组织和力学性能的影响规律。　　 利用管式氢处理炉对TA15钛合金的吸氢动力学进行了研究。结果表明，随着置氢温度的升高，合金的平衡氢分压升高，吸氢反应速率增大，吸氢达到平衡所需的时间缩短。吸氢反应机制函数均为[1-(1-α)1/2]2，活化能E=54.889kJ/mol。　　 采用金相法和除氢法研究了置氢TA15钛合金的氢分布规律。结果表明，置氢后合金边部的氢含量高于心部，存在浓度梯度。随着温度的升高和保温时间的延长，氢浓度接近于平衡，合金的组织分界线向心部移动，然后消失。采用数学解析的方法，建立了氢在TA15钛合金中的扩散模型，求解出了扩散系数，其表达式为D=4.66×10-3 exp(-8625/RT)。　　 采用XRD和光学显微镜研究了置氢TA15钛合金的梯度组织。结果表明，置氢后的钛合金中都出现了δ氢化物。随着置氢温度的升高和时间的延长，转变的β相组织从边部向心部延伸，组织逐渐均匀。在800℃和850℃置氢后的合金在冷却过程中诱发了马氏体转变，且温度越高，α"马氏体越多。　　 采用万能材料试验机对置氢TA15钛合金的力学性能进行了研究。结果表明，置氢提高了钛合金的抗压强度。在置氢初始阶段，合金边部的抗压强度较高，心部接近原始材料。随着时间的增加，抗压强度逐渐趋于平衡且高于原始材料。α"马氏体的出现明显降低了合金的抗压强度。　　 用ANSYS软件对置氢过程氢分布进行数值模拟，模拟结果与实验结果吻合较好。