利用动电位极化曲线、电化学交流阻抗谱、X射线光电子能谱（XPS）和电子背散射衍射（EBSD）等测试方法研究了固溶时效处理对激光熔丝真空增材制造Ti6Al4V钛合金在质量分数为3.5%的NaCl溶液中的耐蚀性能的影响规律，其中固溶温度为950 ℃，时效温度分别为 500 ℃和600 ℃。研究结果表明，固溶时效处理后试样的腐蚀电流密度变小，腐蚀后试样表面生成的钝化膜中的高价态氧化物TiO₂的含量增多，钝化膜更稳定，保护效果更好，耐蚀性能明显得到改善，其中500 ℃时效试样的耐蚀性能最优，600 ℃时效试样次之。其原因是固溶时效处理后试样中的针状α'相减少，大角度晶界比例增加，导致耐蚀性能提高。此外，与500 ℃时效试样相比，600 ℃时效试样中的α片层明显变厚，导致耐蚀性能变差。

采用激光选区熔化成形技术制备Ti6Al4V合金试件，通过光学显微镜、扫描电镜和断口形貌分析，系统研究了成形态试样显微组织对力学性能的影响。对比不同打印参数下的微观组织特征，显示沿沉积方向形成β柱状晶，晶内主要分布着针状马氏体α′相，α′相含量越高塑性越差，控制工艺参数可以使针状马氏体α′相原位分解形成α+β相，有利于提高塑性。通过调节激光功率和扫描速度，制备了综合力学性能优异的试件，其抗拉强度达到1 301 MPa，屈服强度达到1 102 MPa，延伸率为7.94%。选区激光熔化成形钛合金经组织调控发生原位分解后，拉伸性能得到提高。

探索不同激光加工参数对选区激光熔化成形Ti6Al4V质量的影响从而得到最佳工艺参数, 在此基础上研究不同热处理工艺对选区激光熔化成形Ti6Al4V力学性能的影响。在230、280 W两种功率下设计5种不同的扫描间距, 并改变功率和扫描速度以获得7种不同的线能量密度。设计三组热处理工艺, 分别为625、950 ℃保温30 min炉冷, 950、1 080 ℃保温30 min水冷以及950、1 080 ℃保温30 min水冷后时效。进行金相观察、硬度测量以及拉伸试验, 用电子探针观查断口形貌。结果: 280 W下的致密度最高达到99.96%。P＝150 W, V＝1 250 mm/s时试样侧面的粗糙度最低为20.7 μm。950 ℃退火后针状马氏体变成粗大的片状α板条组织, 950 ℃固溶时效后生成等轴α相以及α的混合组织。硬度最高达到418 HV0.3。利用最佳工艺成形Ti6Al4V后, 950 ℃保温30 min并炉冷可以得到较好的综合力学性能。

为研究激光喷丸强化对医用Ti6Al4V合金表面耐生物腐蚀性能的影响, 对Ti6Al4V合金试样表面进行激光喷丸强化处理; 然后选用动电位极化曲线测试法研究了激光喷丸前后试样的电化学腐蚀性能, 采用扫描电子显微镜观察腐蚀试样的表面形貌并进行能谱分析。结果表明, 在测试参数范围内, 激光喷丸强化试样的自腐蚀电位正移, 腐蚀倾向降低; 钝化电流密度降低, 钝化区电位范围增大, 钝化性能更稳定; 击穿电位正移, 点蚀敏感性降低; 自腐蚀电流密度减小, 腐蚀速率降低。与未处理试样相比, 自腐蚀电位最大正移了0.209 V, 钝化电流密度最大降低了2个数量级, 钝化区电位范围最大增幅为86.90%, 击穿电位最大增幅为88.31%, 自腐蚀电流密度最大降低了81.75%。激光喷丸强化处理可有效改善医用Ti6Al4V合金表面的耐生物腐蚀性能。

Ti6Al4V合金在毫秒激光打孔过程中，沿孔壁会形成严重影响成品性能的重铸层。考虑熔体受到的热学和力学等方面的影响，基于修改的流体力学方程和改进的水平集法，建立了激光打孔的固/液/气三相二维数值计算模型，在单脉冲能量为3 J的条件下,对不同脉宽参数的激光打孔进行数值研究。运用后处理技术提取了打孔过程中重铸层的温度场、流场和厚度分布情况。结果表明，蒸发和喷溅是熔体排除的主要方式，重铸层是在热-力耦合作用下形成的。重铸层的厚度随激光脉宽的增大而增加，并呈现从孔口到孔底逐渐变薄的特征。

为了分析激光对接焊TC4钛合金薄板的焊接过程，以ANSYS软件为平台采用有限单元法建立了非线性瞬态热传导模型，模拟计算了焊接时的3维瞬态温度场; 数值模拟过程中考虑了材料热物理性能参量的温度依存性，并利用APDL语言编程实现了移动高斯分布面热源模型的加载。结果表明，激光焊接过程中的温度场由非稳态到稳态，最终呈现出流星状的稳定分布，焊缝附近等温线密集，焊缝的热影响区小; 模拟得到的焊缝形状与试验获得的焊缝形状相吻合; 模拟获得的400℃临界温度以上区域的尺寸范围为42.00mm×10.56mm。该研究验证了模拟方法的正确性，为焊接保护装置设计提供了依据。