航天航空领域目前对零部件的服役要求越发严格,除了安全性、使用寿命外,结构一体化以及轻量化也成为其考虑的重要因素。传统的焊接、铆接、锻造等不能直接生产出满足条件的结构件,激光增材制造技术弥补了传统工艺的缺点,可实现复杂结构件的一体化生产,在航空航天领域推广迅速。钛合金作为强度高的轻质合金,与激光增材制造技术相结合,为航空航天领域零部件的生产提供了新的机遇。因此研究激光增材制造钛合金结构件有着重要的应用价值。本课题利用激光增材制造技术制备TC4成形件,并采用八组不同的热处理工艺,通过OM、SEM、TEM、EBSD以及拉伸等手段研究热处理工艺对组织与性能的影响。得到如下结论:沉积态试样由贯穿多个沉积层呈外延生长的粗大的原始β柱状晶构成,晶粒内部主要是精细的针状α’马氏体,水平沉积方向试样的抗拉强度比竖直方向高29.04%,断后伸长率比竖直方向低64.71%,各向异性明显;在HT1-HT6的退火处理中,随着温度的升高,组织变化明显,由最初的网篮组织变为魏氏组织,经过统计得到片层厚度,其随着退火温度的升高依次增大,从HT1的0.752 μm增加到HT6的3.802 μm,在HT4-HT6热处理中,随退火温度升高,魏氏组织体积分数增多,从80.556%增加到88.095%,α集束尺寸增大,从58.911 μm增加到66.086μm;HT7固溶时效热处理后组织中出现蟹爪状α相,平均片层厚度0.878μm,HT8双重退火中块状α相增多,平均片层厚度1.790 μm;在可形成α/β界面相条件下,温度越高,α/β界面相越光滑平直;元素在不同的相中出现偏聚,β相富集元素V和Fe,α相、α/β界面相富集元素Al和Ti。在沉积态以及HT1-HT6七组试样中,试样的强度随平均片层厚度的增加而减小。水平方向室温拉伸试样中,沉积态试样的平均抗拉强度最高,达到1127.4 MPa,精细的针状α’马氏体易造成位错塞积,提高强度;HT8热处理状态下的平均断后伸长率最好,为13.8%,这是因为等轴α增加滑移变形能力,增加了塑性;沉积态、HT1、HT5-HT7拉伸试样属于韧脆混合断裂,HT2-HT4以及HT8拉伸属于塑性断裂。400℃拉伸试样中,沉积态的平均抗拉强度值795.53 MPa为最高的抗拉强度,HT8平均断后伸长率最好,达到12.75%。水平方向试样的400℃拉伸,沉积态、HT5-HT7拉伸试样属于韧脆混合断裂,HT1-HT4以及HT8拉伸试样属于塑性断裂。