选区激光熔化(SLM)成形的TC4样件强度高、塑性差、各向异性明显。对SLM TC4成形件进行固溶时效、循环退火、循环球化退火＋固溶时效三种热处理，采用光学显微镜、扫描电子显微镜、拉伸试验机对热处理所得成形件进行组织观察和性能测试。研究表明SLM TC4成形件微观组织由马氏体α′和马氏体α″组成，强度为1220 MPa左右，延伸率最高达13%；TC4成形件经热处理后板条α相粗化，有等轴α相产生，板条状α相长宽比降为5左右，固溶时效处理和循环球化退火＋固溶时效处理的TC4成形件组织中产生二次α相；先950 ℃固溶1 h，之后550 ℃保温4 h，此条件下所得成形件的综合力学性能最好，其抗拉强度达到957.9 MPa，延伸率为17.6%，且所有拉伸性能指标的各向异性小于1.2%；循环球化退火＋固溶时效处理的样件塑性很高，延伸率达18.3%，同时强度的各向异性不超过2%，固溶时效与循环球化退火＋固溶时效处理后力学性能超过国家锻件标准。经过循环退火处理的TC4成形件强度损失较大，但塑性与另外两种热处理工艺相差不大。

采用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、拉伸试验机研究了热处理工艺对激光熔化沉积(LMD)TC4合金微观组织、力学性能及各向异性的影响。结果表明:由于激光能量密度较大,沉积态合金的微观组织为细小的α+β片层及晶界处的魏氏α集束组织,晶界连续,强度最高,塑性与硬度最低,塑性的各向异性最大;在单重固溶时效体系中,随着固溶温度升高,初生α板条不断粗化,晶界断裂程度加剧,硬度不断增加;固溶时效+退火后初生α相的含量最高,塑性最高,但强度最低,硬度居中;在双重固溶时效体系中,随着第二重固溶温度升高,初生α板条进一步粗化,晶界断裂程度加剧,硬度呈下降趋势。经980 ℃/1 h/空冷+550 ℃/4 h/空冷+980 ℃/1 h/空冷+550 ℃/4 h/空冷处理后,晶界基本全部断裂,硬度较低,强塑性匹配较好,塑性的各向异性最小。

研究了激光熔化沉积硼变质TC4钛合金材料在不同应变幅值下的低周疲劳性能。结果表明,激光熔化沉积硼变质TC4样件在0.8%~1.0%应变幅值下的低周疲劳性能与退火态锻件相当。通过对比分析固溶时效态激光熔化沉积硼变质TC4与退火态TC4锻件的微观组织、低周疲劳性能可以发现,当经受高于1.0%的应变幅值时,固溶时效态激光熔化沉积硼变质TC4的网篮组织比TC4退火态锻件的双态组织具有更好的抵抗裂纹扩展的能力。此外,固溶时效态激光熔化沉积硼变质TC4钛合金在各种应变幅值下均发生了不同程度的循环软化行为。最后采用扫描电镜对固溶时效态激光熔化沉积硼变质TC4钛合金的低周疲劳断口形貌进行了观察,并研究了低周疲劳失效过程中裂纹的扩展过程。