层流等离子增材制造技术具有成型效率高、成本低和无需模具等优势,在航空航天和轨道交通等领域具有广泛应用前景。本课题主要讨论了旁路送丝方式的层流等离子体增材制造NiTi形状记忆合金,并实现双程记忆效应的工艺、组织和性能问题。通过层流等离子增材制造技术成功制备了镍钛（NiTi）形状记忆合金试样,分析了NiTi形状记忆合金的组织分布特征和相组成规律,最后通过约束时效的方式实现了NiTi形状记忆合金的双程记忆效应,分析了时效工艺对双程记忆效应的影响规律,并且研究了形状记忆合金的双程变形特性、电加热特性和力学性能等。课题中,首先以308L不锈钢为例,开展了层流等离子体增材制造成形工艺与组织的预备实验。实验结果表明,通过层流等离子增材制造技术制备的试样底部和中部区域呈现为跨越层界生长的柱状晶组织,但是当打印到中部和顶部结合的区域时,可以观察到柱状晶向等轴晶的转变,在顶部区域,包括层内和层界均由等轴晶组织为主。308L不锈钢试样底部、中部和顶部试样的致密度基本相当,平均致密度约为98.3%,成型零件并没有明显的缺陷,拉伸测试结果显示试样底部和中部区域呈现各向异性。在此基础上,开展了镍钛（NiTi）形状记忆合金的层流等离子增材制造工艺研究。实验结果表明,NiTi合金层流等离子增材制造呈现了类似于308L不锈钢的组织分布规律,在试样底部和中部呈现为柱状晶组织,在上部转变为等轴晶组织,并且在试样底部和中部区域的层界处可以观察到跨越层界生长的柱状晶组织。NiTi合金试样平均致密度达到99.6%以上,无明显裂纹和气孔等缺陷,相组成以奥氏体为主,同时存在少量的马氏体组织,并且可以观察到一定程度的析出相,以Ti Ni2、Ni3Ti和Ni4Ti3形成存在。层流等离子增材制造的镍钛（NiTi）形状记忆合金经固溶处理和约束时效训练后,可以实现双程记忆效应。约束时效后样品的相组成以奥氏体为主,同时有均匀分布的Ti2Ni相和Ni4Ti3相。NiTi形状记忆合金在450℃温度下约束时效,随着约束时效时间从1h增加到10h和20h,可以观察到NiTi形状记忆合金双程记忆效应的形状恢复率逐渐增大,并且在时效时间达到20h时,可以看到其相变温度区间趋窄,具有更快的响应速度。对层流等离子增材制造的NiTi状记忆合金通电,在电流分别为5A,6.5A和8A时,随着通电时间的延长,其温度不断提升最终趋于稳定,并且电流越大其稳定状态下的温度越高。打印态的层流等离子增材制造NiTi形状记忆合金和经热处理后的试样在力学性能上存在差异,打印态试样的最大拉伸强度为990MPa,延伸率为8.3%,而热处理后试样的拉伸强度为840MPa,延伸率为9.1%。