本发明公开了4.5mm细晶板材的制备方法，采用换向轧制、低温轧制和热处理，获得晶粒尺寸4‑5um的Ti‑6Al‑4V合金板材，具体包括以下步骤：步骤1，采用纯度较高的1级海绵钛炼Ti‑6Al‑4V铸锭；步骤2，将Ti‑6Al‑4V铸锭经过三墩三拔制成150mm厚度的Ti‑6Al‑4V板坯；步骤3，板坯轧制。步骤3包括以下步骤：步骤3.1选用的轧制设备为1200mm四辊可逆式轧机；步骤3.2：对Ti‑6Al‑4V板坯进行开坯轧制；步骤3.3：对初级板材进行淬火处理；步骤3.4：对二级板材进行中间轧程(换向轧制)；形成二级板材；步骤3.5：对二级板材进行成品轧程；步骤3.6：之后对成品板材进行热处理；步骤3.7：对成品板材进行单片热处理。采用单片的生产方式，能够得到晶粒尺寸4‑5um细晶板材，满足特定用户的使用以及后续军工行业的应用需求。