本发明提供一种用于双相钛合金初生α相体积分数的检测方法及装置，属于金属材料显微组织检测领域，方法包括：获取待测试样的金相组织图像，并对其中初生α相体积分数进行初步统计；获取激光超声实验中待测试样的超声信号；对超声信号进行数据预处理后提取超声纵波的多次回波峰值；获取超声纵波在待测试样中的传播速度；建立基于超声纵波传播速度的初生α相体积分数预测模型；根据预测模型计算出测试试样的最终初生α相体积分数。本发明可以实现远距离、非接触式的快速检测，并且能得到待测试样的一定体积范围内的平均值，能够在较短时间内对初生α相体积分数进行快速表征，为在复杂的工业环境中的显微组织检测提供参考。