细化钛合金工件的颗粒大小的方法包括使所述工件β退火,将所述β退火的工件冷却至低于所述钛合金的β转变温度的温度,并且高应变率多轴锻造所述工件。采用高应变率多轴锻造直到实现所述钛合金工件中的至少1的总应变,或直到实现所述钛合金工件中的至少1直至3 5的总应变。所述工件的钛合金可包含有效于降低α相沉淀和生长动力学的颗粒固定成合金添加剂和β稳定化含量中的至少一种。