钛镍基功能梯度材料（Functionally graded material,FGM）是一种新型的材料,适合于航空发动机、大型冷凝器和燃气轮机等对服役环境要求高且复杂的领域。钛镍基FGM的传统制备方法存在着成分变化急剧、尺寸偏小、零件不够致密等缺点。双丝电弧增材制造（Dual-wire arc additive manufacturing,D-WAAM）技术可以通过原位合金化直接制备出钛镍基FGM,且具有精确控制成分、制备大尺寸构件、零件致密、效率高、成本低等突出优势。因此,本研究通过采用D-WAAM技术进行钛镍基FGM的制备,并展开相关研究。其研究内容包括:1)梯度层数对FGM显微组织与性能的影响。梯度层数指单个成分梯度的沉积层数。分别采用一层、二层、四层的梯度层数进行从Ti6Al4V到Inconel 625的沉积试验。结果表明,一层梯度层数的FGM会在整个构件的中下部生成大量Ni Ti2并发生断裂;四层梯度层数的FGM由于沉积的高度过高,使得整个构件的顶部与底部的温差过大并发生断裂;二层梯度层数的FGM内部与外部均无裂纹形成。因此,二层梯度层数更适合用来制作钛镍基FGM。2)TA1/Ti6Al4V-Inconel 625 FGM显微组织的演变。采用TA1/Ti6Al4V与Inconel 625进行钛镍FGM的沉积试验,并探究了TA1/Ti6Al4V-Inconel 625 FGM沿沉积方向微观组织的演变。结果表明,TA1-Inconel 625 FGM沿沉积方向从底部到顶部发生了如下相演变:α-Ti+β-Ti+Ni Ti2→β-Ti+Ni Ti2+Ni Ti→Ni Ti+Ni3Ti+（Cr,Mo）→γ-Ni+Ni Ti+Ni3Ti+Laves+（Cr,Mo）。Ti6Al4V-Inconel 625FGM沿沉积方向从底部到顶部发生了如下相演变:α-Ti+β-Ti→α-Ti+Ni Ti2→Ni Ti2→Ni Ti2+Ni Ti→Ni Ti+Ni3Ti+（Cr,Mo）+Laves→Ni3Ti+（Cr,Mo）。3)TA1/Ti6Al4V-Inconel 625 FGM的力学性能。Ti6Al4V-Inconel 625 FGM显微硬度的最小值370 HV0.2比TA1-Inconel 625 FGM的177 HV0.2大108.72%,表明Ti6Al4V-Inconel 625 FGM抵抗变形或破坏的能力更强。压缩强度与应变值的综合压缩性能也要优于TA1-Inconel 625 FGM,这是由于TA1-Inconel 625断口存在大量Ni Ti2。综合考虑,Ti6Al4V较为适合制备钛镍FGM。总之,本课题系统的研究了D-WAAM制备钛镍FGM,为制备FGM提供了新方法与研究思路,拓宽WAAM的应用范围,对FGM的研究与发展具有重要意义。