激光沉积制造技术(Laser Deposition Manufacturing,LDM)具备材料利用率高、生产效率高等优点,目前被广泛应用于航空航天、医疗、汽车等领域。激光沉积制造技术利用高能量密度的激光在零件表面逐层扫描,并形成熔池,通过同轴送粉喷嘴将金属粉末送入熔池内,熔池会逐层快速凝固,直接成形三维零件。激光沉积制造技术快速熔凝的特性使激光沉积制造零件内部存在较大内应力,且内部显微组织不均匀,力学性能不稳定。热处理是调整显微组织结构,改善力学性能的重要方式,摸索出较为完善的激光沉积制造TC4钛合金热处理工艺能使激光沉积制造技术发挥更大的潜力。本文通过OM、SEM、XRD等手段对激光沉积制造TC4钛合金的显微组织及拉伸性能进行测试分析,并对激光沉积制造TC4钛合金热处理过程中的固态相变及相变机制进了深入研究。沉积态试样显微组织为典型的柱状组织;激光沉积制造钛合金力学性能的各向异性与拉伸过程中晶界与拉伸力相对方向及晶界对内部显微组织变形的阻碍程度有关。沉积试样经不同的热处理制度处理后发现退火处理后强度无明显变化,但塑性略有提升;固溶时效处理后强度较高,但塑性明显下降。最后对沉积试样在750℃~990℃温度区间内选择8个不同温度进行退火处理,结果显示:当退火温度超过900℃时,柱状晶粒开始等轴化,当退火温度超过β转变温度时,柱状晶粒完全转化为等轴晶粒;两相区下部(810℃~840℃)退火处理后显微组织均匀,综合力学性能较好;当退火温度超过900℃时,显微组织发生剧烈相变,α相明显粗化;退火处理后在XY向与Z向上的力学性能仍存在各向异性。