GH4169合金具有较高的高温强度以及良好的机械加工性能,是当前航空发动机中应用最为广泛的高温合金牌号。在整体涡轮叶盘类结构中,为满足服役性能,涡轮盘通常为锻造等轴晶组织,而叶片部分为柱状晶组织,即整体为双晶组织结构。激光复合增材制造技术可以在传统锻件基础上成形柱状晶组织,此方法为具有双晶组织的特种整体涡轮盘结构的制造带来极大便利。本文以GH4169合金为研究对象,以激光复合增材制造为手段,通过设置不同晶粒尺寸基材,研究了具有等轴晶和柱状晶双晶组织结构材料的显微组织和力学性能调控。本文所获得的结果如下:揭示了激光复合增材制造双晶GH4169合金的组织演变规律。研究发现,经过1020℃固溶6h+双级时效处理后,增材区组织保持柱状晶生长特征,部分区域发生再结晶。XRD结果表明,随着固溶时间的增加,（111）织构逐渐减弱,（200）织构强度增加。长条状Laves相断裂为颗粒状Laves相,体积分数减小,Laves相周围的γ″、γ′相数量逐渐增加,Laves相与周围的γ″、γ′相共同对合金起到强化作用。随着基材晶粒尺寸的增加,过渡区的宽度减小。经过固溶6h+双级时效处理后,晶粒过渡区消失,组织均匀性得到提高。热处理对基材等轴晶晶粒尺寸和碳化物形貌影响较小。研究了热处理对双晶GH4169合金显微硬度的影响。测试结果显示,经过双级时效处理后,基材区硬度值最大为544HV0.2,基材晶粒尺寸越大,材料的显微硬度值越低;经过1020℃固溶6h+双级时效处理后基材区硬度值略微下降。增材区显微硬度值最大为579HV0.2,增材区的显微硬度大于基材区的显微硬度值,固溶时间越长,固溶的Laves相体积分数越大,且以颗粒状的形式存在,增材区的显微硬度值越低。分析了热处理调控对双晶GH4169合金拉伸性能的影响。结果表明,柱状晶增材区经过双级时效处理后抗拉强度值最大,为1253MPa。经过固溶+双级时效处理后,材料的抗拉强度值有所降低,为1212MPa,延伸率和断面收缩率提高。在保持增材区柱状晶形貌的情况下,沿柱状晶生长方向的抗拉强度值高于基材区等轴晶的抗拉强度值。对于双晶整体结构,随着基材晶粒尺寸的增加,抗拉强度值逐渐减小,塑性有所提高。当基材晶粒尺寸为350μm时,材料的抗拉强度值为845MPa,此时试样的延伸率和断面收缩率最大,双晶结构的综合力学性能最优。经过固溶6h+双级时效处理后,双晶结构的室温抗拉强度值显著提高,超过柱状晶增材区的抗拉强度值。获得了热处理调控对双晶GH4169合金高温低周疲劳性能的影响规律。试验发现,当最大载荷值为800MPa时,相比于双级时效态试样,经过1020℃固溶6h+双级时效处理后双晶结构的高温低周疲劳周次由1.81×10~4增加到2.16×10~4。随着最大载荷值增加到900MPa,高温低周循环疲劳周次分别降为1.21×10~4和1.40×10~4,基本呈现线性变化。疲劳断口附近的TEM结果表明,γ″、γ′相共同对位错滑移起到阻碍作用,析出的强化相越多,疲劳性能越优。