主要研究了激光熔覆Ti60合金的工艺参数对成形质量的影响，以及微观组织特征和拉伸性能。结果表明，激光熔覆Ti60合金试样的底部和顶部区域为β等轴晶粒，中部区域为β柱状晶，且尺寸随着激光功率的增加而增大。显微组织主要由板条α相和板间β相构成，且板条α相中有大量白色析出相产生，随着激光功率的增加，微观组织由网篮组织转变为魏氏组织。块体试样的显微硬度分布较为均匀，其硬度值在420~440 HV范围内波动。激光熔覆Ti60合金的室温抗拉强度为1128 MPa，断后延伸率和断面收缩率分别为8.8%和14.4%。当温度为300 ℃和600 ℃时，抗拉强度分别为932 MPa和739 MPa，在600 ℃时，断后延伸率和断面收缩率分别为11.7%和18.2%。激光熔覆Ti60合金试样在室温下的断裂方式为准解理断裂，高温下其断裂方式为韧性断裂。

以TC4 钛合金激光立体成形件为研究对象，探讨其内部、表面及近表面孔洞类缺陷与超声波的相互作用关系。研究结果表明，在相同检测条件下，对于TC4钛合金激光立体成形件中同深度不同孔径的长横孔缺陷，超声反射波幅值随长横孔直径的增加而增加；对于成形件中同孔径不同深度的长横孔缺陷，超声反射波幅值随长横孔所在深度增加而减小；利用5PФ8 纵波直探头，能发现激光立体成形TC4 钛合金中0.6 mm 大小的孔洞类缺陷；超声表面波沿深度方向发现TC4钛合金激光立体成形件中槽型和孔型缺陷的能力均小于4 mm，且孔型缺陷比槽型缺陷更难发现。

以TC4钛合金激光立体成形件及锻件为研究对象，采用不同热处理制度对TC4 钛合金激光立体成形件进行处理得到不同的热处理组织，并采用超声波无损检测方式获得超声波纵波声速和衰减系数，明晰超声参量和显微组织的相互作用机理。结果表明，不同的显微组织具有不同的超声波纵波声速和衰减系数；相比超声波纵波声速而言，衰减系数对TC4钛合金激光立体成形显微组织的变化更为灵敏。

激光立体成形GH4169合金具有晶粒粗大且分布不均匀和孪晶界体积分数大等特点，在很大程度上影响了合金疲劳性能。采用热等静压处理对激光立体成形GH4169合金沉积态试块进行后续处理，并结合后续热处理，进一步提高材料的致密度和再结晶晶粒尺寸分布均匀性。结果显示，热等静压处理后合金的再结晶晶粒尺寸由50~500 μm变为100~200 μm，平均尺寸减小且分布更均匀，晶粒圆整度提高；合金中界面结构发生改变，特殊界面〈111〉60°孪晶界的数量明显减少；热等静压处理后激光立体成形GH4169合金的疲劳性能较未经热等静压处理试样有较大幅度提高，但仍低于锻件标准。

研究了时效热处理对激光立体成形17-4PH(0Cr17Ni4Cu4Nb)沉淀硬化不锈钢组织及力学性能的影响。光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)观测结果表明，经过时效热处理后，激光立体成形17-4PH不锈钢的微观组织主要由淬火马氏体、回火马氏体和第二相强化质点组成。随着时效温度的升高，构成基体的马氏体板条变得更加细小均匀，淬火马氏体向回火马氏体的转变增多，且板条间的第二相质点逐渐粗化，数量逐渐增多；晶界变得更加清晰、细长。热处理后材料的塑性比沉积态有显著的提高。480 ℃时效处理时，材料的强度、硬度达到最大值；随着时效温度的升高，材料的强度、硬度逐渐降低，塑性逐渐提高。热处理后试样的拉伸断口均呈现韧性断裂特征，并且随着时效温度的升高，纤维区和剪切唇越来越大，韧窝尺寸及深度逐渐增大。