研究了TC4钛合金在不同热处理下富氧α层的生成机制。通过显微硬度法和金相法确定了富氧α层的厚度。探讨了富氧α层的生成动力学。结果表明,温度和保温时间都会影响TC4钛合金富氧α层的生成。在700、800℃热处理时,TC4钛合金基本不生成富氧α层,930℃热处理时TC4富氧α层的厚度和保温时间的关系满足菲克理论。TC4钛合金基体的显微硬度为370 HV,且富氧α层的显微硬度最大值随着氧化层厚度的增加而增大。