针对新型航天飞行器热端部件对耐热钛合金薄板的迫切需求，系统研究了退火温度及冷却速率对 Ti65 合金冷轧薄板显微组织演变及室温拉伸性能的影响，并基于 SEM 和 EBSD 技术深入揭示了其微观变形机理。 结果表明，随退火温度升高(900~1 000 ℃)，合金组织由等轴状转变为片层状，900 ℃退火可获得良好的强塑性匹配；1 000 ℃退火形成片层组织呈现高强度-低塑性的特征。 在 900 ℃/30 min 退火条件下，随冷却速率提高，合金加工硬化能力显著提升，水冷试样实现了抗拉强度(1 142 MPa)与伸长率(12.3%)的协同优化。 经 900 ℃/30 min/WC 优选工艺热处理后，合金拉伸变形以柱面 <a> 滑移为主导，加工硬化阶段锥面 <a> 滑移协同参与。