钛合金板密度小、比强度高、高温和低温性能优异、耐腐蚀好,是航天航空、海洋工程、化学工业及核工业等领域的新型轻量化结构材料。热处理是消除板材内应力、提高强塑性和组织稳定性的关键工艺。由于钛合金导热系数小,所以冷却过程心表温差大,冷后残余应力大,易产生变形、厚向组织不均匀等问题。本文以TC4（Ti-6Al-4V）钛合金为研究对象,研究不同冲击射流方式下高温板材固溶淬火温降规律,以及工艺参数对表面热流密度和心部冷速的影响规律,获得较优冷却参数。相关研究丰富了超快冷条件下金属板材换热和导热理论,掌握冷却工艺参数对钛合金板表面和厚向换热的影响规律,为钛合金板快速冷却（固溶淬火）工艺与装备的优化提供理论和技术支持。本文的主要工作和成果如下:（1）在查阅国内外冲击射流技术研究进展的基础上,阐述了高温金属板材表面的沸腾换热机理,包括单项强制对流换热、核态沸腾换热、过渡沸腾换热和膜态沸腾换热。基于此,分析了射流冲击高温壁面的流体结构特征。（2）利用多通道温度记录仪和组合式冷却实验装置采集了钛合金板材固溶淬火实时温度,描绘出典型高温钛合金板固溶淬火温降曲线,利用反传热模型和MATLAB软件计算表面的热流密度和心部的冷却速度,总结出不同工艺参数条件下钛合金板材固溶淬火温降规律与换热规律。（3）基于自制的单束射流实验装置,研究了单束冲击射流基本换热特征和主要影响因素,获得了换热密度峰值、热流密度上升速度、换热区分布、湿润速度、心部冷速等实验数据,分析了射流速度、射流高度、倾斜角度和开冷温度等工艺参数对高温钛合金板表面和心部冷速的影响。结果表明,在工艺允许范围内增加射流速度和开冷温度对板材心部冷速增加有利,增加倾斜角度对心部冷速不利,射流距离变化对心部、表面换热影响不明显。（4）利用实验室阵列射流实验装置,研究了多束射流冲击条件下高温钛合金板表面换热特征,分析了流量、辊速及冷却方式对钛合金板固溶淬火温降的影响,获得了不同工艺参数条件下,钛合金板表面热流密度、厚向温度梯度、断面冷速的影响规律。结果表明,增加射流流量对提升板材表面热流密度有利而对心部冷速的提升作用不明显;辊速变化对钛合金板心部的影响不明显。