本发明公开一种优化钛合金线性摩擦焊接头显微硬度的热处理方法,属于钛合金焊接件制造技术领域。该方法通过对将TC11钛合金和TC17钛合金经过线性摩擦焊得到的TC11钛合金和TC17钛合金在600~860℃之间进行多次热处理,然后再进行高温(800~860℃)和低温(600~650℃)双重退火来改善接头组织。热处理后的整体轮盘TC11钛合金侧焊缝区针状马氏体αs相长大成为片层组织,TC17钛合金侧焊缝区粗大β相转变为初生αP相,呈球状、棒状和长条状三种形态、TC11钛合金侧接头硬度值降低,TC17钛合金侧接头硬度值增加并趋于稳定,接头两侧硬度值差异减小,过渡平缓,接头整理力学性能提高。