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NiTi形状记忆合金（Shape memory alloys）具有良好的形状记忆效应、超弹性和生物相容性等功能特性,被广泛应用于航空航天、传感驱动器、医疗器械等领域。然而,由于NiTi合金具有高反应敏感性和低热导率等物性,导致其初步成形件的后续加工十分困难。目前,传统工艺制备的NiTi合金构件几何形状比较简单,如丝材、板材、棒材和管材等。作为一种典型的金属增材制造技术,选区激光熔化（Selective laser melting,SLM）在近净成形复杂几何形状的金属构件方面表现出显著的优越性。有鉴于此,本文采用SLM工艺制备NiTi合金,建立其工艺参数—微观结构—功能特性的内在联系,揭示其功能特性调控机理,为进一步扩展其工程应用提供理论基础。基于近等原子比NiTi合金粉末,在工艺参数优化过程中,发现高的激光能量密度并不能保证获得高的致密度,SLM NiTi合金的相转变温度和Ni原子的蒸发程度随激光功率增加而增加,随激光扫描速度增加而减少;打印态NiTi合金最高抗拉强度和断裂伸长率分别为776 MPa和7.2%;在十次循环弯曲试验中,弯曲角度为180°（应变2.01%）时完全回复,弯曲角度增加到360°（应变4.19%）时,回复率也高达97%。这些良好的力学性能和形状记忆效应来源于此工艺参数下制备的NiTi合金基体中形成的高密度位错和弥散分布纳米沉淀相的增强作用。微观结构分析表明工艺参数变化导致的SLM NiTi合金基体中沉淀相和位错密度的变化是调控SLM近等原子比NiTi合金形状记忆效应的内在机理。此外也通过形状记忆训练在SLM NiTi合金中成功获得了0.42%-0.84%的双程形状记忆效应。对于SLM富钛Ni49.4Ti50.6合金,通过热处理可以使得基体中的Ti2Ni沉淀相均匀化。在1000°C完全固溶退火后,基体中原本在晶界半连续分布的针状纳米Ti2Ni沉淀物转变为均匀分布的球状沉淀相,具有均匀分布Ti2Ni沉淀相的NiTi合金拉伸强度为880MPa、断裂应变为22.4%,该强度和塑性均优于目前文献报道的SLM NiTi合金。同时,该热处理条件下的NiTi合金具有良好的回复应变（5.32%）和回复率（98.2%）。调控SLM富钛NiTi合金中Ti2Ni沉淀相的尺寸和分布可以有效调控其机械性能和形状记忆效应,基体中均匀分布的球状纳米Ti2Ni沉淀相能够有效阻碍位错的移动,增强SLM富钛NiTi合金强度和塑性,同时提高其形状记忆效应。对于SLM富镍Ni50.4Ti49.6合金,固溶时效处理后出现的多步相转变行为归因于基体中形成的不同特征Ni4Ti3纳米沉淀相导致的应变/应力场引起的。三步相转变则是晶粒内部区域相对于晶界区域具有更大的应变/应力场导致的。在恒载循环拉伸过程中,回复应变逐渐减小到稳定值,这是由于基体中位错在一定循环拉伸次数后达到了饱和状态,同时,近球形Ni4Ti3纳米沉淀相相对纵横比较大的透镜状Ni4Ti3纳米沉淀相在基体中引入的应力/应变场更大,能够使得NiTi合金在循环拉伸过程中产生更小的塑性变形,同时形成更少的残留稳定马氏体。近球形或透镜状的Ni4Ti3纳米沉淀相与基体中形成的位错产生切过或绕过的相互作用机制,可以高效调控SLM富镍NiTi合金超弹。采用纳米Ni颗粒改性Ni49.4Ti50.6合金粉末的研究中,改性前后合金粉末的粒径分布没有发生明显变化,纳米Ni颗粒与原始Ni49.4Ti50.6合金粉末相反的Zeta电位可能是其在原始粉末表面均匀分布的原因。SLM成形后,改性NiTi合金中存在有序构建的三个特征区域,即热影响区、过渡区和胞状晶区,TEM分析表明所有区域的基体都是B2奥氏体相,但各个区域具有不均匀的沉淀相析出行为,在热影响区的晶粒内部析出1～3 nm的Ni4Ti3沉淀相,在过渡区的晶粒内部析出8～18 nm的Ti2Ni沉淀相,在胞状晶区中沿晶界析出30～45 nm的Ti2Ni沉淀相,不同热历史导致三个区域特殊的沉淀相析出行为。循环压缩结果表明,改性NiTi合金具有更稳定的回复应变和更小的应力应变滞后面积,这主要归咎于改性NiTi合金中Ni4Ti3沉淀相和小尺寸Ti2Ni纳米沉淀相的形成以及三个特征区梯度发生的奥氏体→马氏体相转变行为。纳米Ni颗粒改性能够调控SLM NiTi合金的相转变温度和微观结构,为SLM调控NiTi合金的功能特性提供一种新的策略。对于不同孔径的多孔NiTi合金支架的研究表明粘结粉末会导致其孔径和孔隙率小于设计值,但其缺陷体积分数和制造精度几乎不受孔径变化的影响;同时,其弹性模量随孔径减小而降低,P900（孔径900μm）、P835（孔径835μm）和P618（孔径618μm）的弹性模量分别为2.45、2.02和1.75 GPa,与人体骨骼弹性模量相近;由于在较小孔径的合金支架中会出现较高的应力集中,导致加载过程中塑性变形的增加,因此多孔NiTi合金支架的回复应变随孔径减小而降低;细胞培养实验表明,多孔NiTi合金支架的细胞粘附率和细胞形态与实体SLM NiTi合金相当,为多孔NiTi合金在骨科植入物领域的应用提供了支撑。