本发明公开了一种用于弱化钛合金形变织构及减磨的热机械处理方法，包括将钛合金铸件试样加热升温至变形温度后保温一段时间，然后对钛合金铸件试样进行一次等温压缩变形；在等温压缩变形后保持压头不动，使加载的压应力缓慢释放，即形成一次应力松弛过程；对钛合金铸件试样进行多次同等变形量的等温压缩变形和多次应力松弛过程，直至钛合金铸件试样达到需满足的总变形量；达到总变形量后的钛合金铸件试样立即进行淬火。本发明使钛合金形变织构强度同直接变形钛合金的织构强度相比减少30％以上，经本发明方法处理后的钛合金的磨损量相比于直接变形的钛合金磨损量减少了35％以上，达到了很好的弱化形变织构及减少磨损的效果。