研究了不同热处理工艺对Ti650合金板材组织演变及性能的影响。结果表明：Ti650合金板材对固溶温度的变化较为敏感，随着固溶温度的升高，加剧了初生α相的溶解，次生α相尺寸更加细小，且交错排列，增加了位错运动的阻力，板材强度升高，塑性降低。提高时效温度，次生α相由细针状长大粗化成为长片层状或短片层状，交错排列成不同取向的集束，板材塑性大幅升高，强度略有降低。在时效温度700℃、时效时间2.5～6 h条件下，时效时间对板材组织与性能的影响较小。固溶冷却速率会影响次生α相的形核、析出和长大，降低冷却速率，次生α相由弥散的细针状长大成为短棒状，细晶强化作用减弱，板材室温强度降低，塑性提高。