一种提高高温钛合金基复合材料硬度的热处理方法，其特征是：以90wt.%耐高温Ti750合金（Ti‑6.01Al‑2.55Sn‑6.24Zr‑1.23Nb‑1.84Mo‑0.19Si）+10wt.%纯Ti为基体，添加SiCp为原位反应提供C源及Si源，通过高温粉末冶金原位反应形成TiC，Ti5Si3增强相；其中基体粉末：90wt.%，SiCp：10wt.%。依次包括：1耐高温Ti合金制粉；2机械湿磨混粉；3烘干；4干磨混粉，过筛；5冷压成型；6真空无压烧结；7热处理。本发明的钛基复合材料的最高显微硬度为1062.08 HV，较烧结态（743.47HV）提高了约42.9%，硬度显著提升。