点阵钛合金是一种功能与结构一体化的独特材料。具有优异的性能,例如重量轻、比强度高,同时具有良好的散热、能量吸收、减震等特性,在航空航天、车辆制造等领域有着广阔的应用前景。传统的点阵加工方法不仅成本高、制造周期长,且可加工结构较为简单,严重制约了钛合金点阵结构的设计与高端应用。激光选区熔化技术在加工复杂精密结构件上的优势为轻质钛合金点阵结构的设计和制造开辟了新的方向。目前大量研究者主要集中在对激光选区熔化块体钛合金上,国内外对激光选区熔化成形钛合金点阵的研究不太成熟。因此本文以当前激光选区熔化成形工艺较为成熟的TC4钛合金材料为对象,开展了激光选区熔化成形TC4钛合金点阵结构的成形性能研究,并测试了钛合金点阵结构在准静态压缩下的承载特性,主要内容与成果如下:首先开展了激光选区熔化成形TC4钛合金的基础研究。通过对沉积态试样显微组织特征、物相组成、显微硬度、室温拉伸力学性能及拉伸断口的研究,获得了激光选区熔化TC4钛合金的工艺特性。激光选区熔化成形TC4钛合金沉积态的组织为原始的β晶粒内部分布着大量的针状α’马氏体,强度较高,塑性较低。经过热处理以后组织转变为由α+β相组成的层片状组织,β相含量较少,并且随着退火温度的升高,α相的尺寸逐渐增大,β相的含量也略有升高。经800℃/2h热处理后断后伸长率由沉积态的7.33±1.34%增加到 11.77±0.36%,抗拉强度由 1371.03±28.14 MPa 下降到 1080.62± 21.02 MPa,断裂方式为韧性断裂,获得了较好的强韧性匹配。随后开展了 TC4钛合金点阵的成形工艺研究,主要包括模型设计、成形过程仿真、表面质量研究等内容。设计了七种不同孔径的BCC型TC4钛合金点阵,采用模拟仿真的方法预测了 TC4点阵结构的成形性和不同孔径点阵结构中等效残余应力及变形的分布。对七种孔径的点阵进行成形加工后发现影响激光选区熔化成形TC4钛合金点阵表面质量的主要因素有飞溅、粉末粘附、单元杆下表面球化挂渣以及台阶效应。最后,针对几种不同孔径的激光选区熔化TC4体心立方点阵,研究了其在准静态压缩下的承载特性和失效模式,并通过热处理的方式对其承载特性进行调控。发现激光选区熔化成形BCC型TC4钛合金点阵的准静态压缩变形过程可以分为3个阶段:弹性阶段、塑性吸能阶段、破坏崩塌阶段。沉积态BCC型TC4点阵的主要失效模式为脆性崩塌和最大剪切角剪切失效。断裂发生在节点与单元杆连接处,呈现脆性断裂特征。在剪切力作用下单元杆与节点连接处产生初始裂纹并扩展至节点处,最后在轴向拉应力作用下快速崩塌断裂。点阵在大量减重的情况下力学性能降低,经研究发现,点阵的抗拉强度和弹性模量随着体积率的提高几乎呈线性增加,其沉积态的断裂方式为脆性断裂,经过热处理以后断裂方式变为韧性断裂。热处理能显著提高BCC型TC4钛合金点阵的塑性。因此通过热处理调节点阵材料的强度和塑性可以实现对激光选区熔化成形BCC型TC4钛合金点阵承载特性的调控。