Предложен расчетно-экспериментальный способ определения модели среды для описания механических свойств частиц порошка из высокопрочного титанового сплава ВТ-22, полученного распылением плазмой в струе инертного газа. Метод основан на косвенном определении диаграммы деформационного упрочнения σs ~ ε (зависимость сопротивления деформации от степени пластической деформации). Для натурных испытаний подготовлен образец, представляющий шлиф из залитых в специальную смолу частиц порошка. Приведены результаты вдавливания индентора Виккерса в частицы порошка ВТ-22 и данные компьютерного моделирования этого процесса методом конечных элементов. Среднее значение максимальной глубины индентирования составило hmax = 6,56 мкм при наибольшей величине нагружения 2 Н. При компьютерном моделировании для рассматриваемого элемента объема применялась упругопластическая модель материала с нелинейным упрочнением Джонсона–Кука. Для идентификации параметров искомого уравнения предложен алгоритм поиска коэффициентов путем многоступенчатого планирования вычислительного эксперимента. В качестве критериев отбора выбраны оценки максимального совпадения экспериментальных и расчетных данных, в частности по величине максимальной глубины индентирования. В результате исследования из возможной совокупности значений коэффициентов модели материала выбраны наиболее удовлетворяющие условиям поиска. По предложенному алгоритму удалось достичь результата через 4 расчетных цикла. Проведено металлографическое исследование порошка. Установлено, что его частицы имеют грубое внутризеренное строение с преобладанием β-фазы, образованное при плазменном распылении. Вероятно, это привело к снижению сопротивления деформации сплава ВТ-22 в частицах порошка.