利用激光熔化沉积技术，在TA15合金基板上制备TA15/Ti2AlNb双合金薄壁试样，分析沉积态和热处理态TA15/Ti2AlNb双合金微观组织及相组成，对双合金在室温下的力学性能进行测试。结果表明，沉积态TA15/Ti2AlNb双合金具有良好的力学性能，室温抗拉强度为1096 MPa，延伸率为5.2%，断裂位置位于过渡区；热处理态双合金室温抗拉强度为1053 MPa，延伸率为3.2%，断裂位置位于TA15合金侧；沉积态TA15/Ti2AlNb双合金从TA15合金侧到Ti2AlNb基合金侧相的转变依次为α和β相，α、α2和β/B2相，α2、β/B2和O相及α2、B2和O相。

通过激光熔化沉积同步输送的Ti-22Al-25Nb合金粉末，在TA15钛合金基板上制备出Ti2AlNb基合金薄壁试样，分析了沉积态和热处理态Ti2AlNb基合金的微观组织、相组成，测试了沿沉积扫描方向热处理态材料在室温25 ℃和高温750 ℃下的拉伸性能。结果表明，激光熔化沉积Ti2AlNb基合金组织致密，沉积态和热处理态均由B2，α2和O相组成，热处理状态下，激光熔化沉积Ti2AlNb基合金室温和750 ℃下抗拉强度分别为1012 MPa和702 MPa，延伸率分别为1.8%和2.2%。

为了满足电磁导轨的使用要求, 采用激光熔覆技术在纯铜表面通过预置粉的方式制备了不同成分TiB2/Cu涂层, 用光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射分析了涂层的微观结构及相组成。涂层由Cu和TiB2两相组成, 当TiB2的质量分数分别为0.02, 0.05和0.1时, 涂层的显微硬度分别约为95HV0.1, 105HV0.1和152HV0.1, 电导率为22.9MS/m, 20.4MS/m和16.4MS/m。涂层与基体呈良好冶金结合, 无裂纹存在, TiB2颗粒存在团聚现象, 熔覆层组织为外延生长的柱状晶。结果表明, 随着TiB2的含量增大, 涂层显微硬度升高, 涂层的电导率下降。

结合飞机起动机钛合金叶轮的修复需要，研究了Ti-6Al-3.5Mo-1.8Zr-0.23Si(TC11)钛合金激光熔化沉积修复工艺及界面的组织与力学性能。结果表明，激光熔化沉积TC11钛合金及界面重熔区具有典型的魏氏组织特征，基体热影响区组织逐渐由魏氏组织向双态组织过渡；激光熔化沉积TC11钛合金的抗拉强度高于界面过渡区及基体，而塑性稍低于基体。通过采用逐点熔化沉积的方法对叶轮受损叶片进行了修复，经加工检验后通过了超转试验考核，实现了装机应用。

通过激光熔化沉积工艺制备出Ti60合金和质量分数为5%的TiCp/Ti60复合材料，分析比较了两种材料的微观组织及高温(600 ℃)拉伸持久性能。结果表明，所沉积TiCp/Ti60复合材料中初生TiC呈树枝晶分布于原始β晶界，共晶TiC呈颗粒状分布于α -Ti板条间，TiC的存在导致基体组织细化。TiCp/Ti60复合材料较基体合金具有更加优异的高温(600 ℃)拉伸持久寿命，其高温拉伸持久断裂过程为：增强体与基体界面脱粘、α -Ti/β -Ti的界面处微孔形核、长大、横向扩展及连接，最终导致复合材料的失效。

通过激光熔化沉积工艺制备出Ti60合金和TiCP(质量分数为5%)/Ti60复合材料薄壁材料，分析了两种材料的显微组织及600 ℃下的高温拉伸性能。结果表明，激光熔化沉积Ti60合金具有典型的魏氏组织特征，在亚晶界处和α/β界面处存在球形富钕稀土相；TiCP/Ti60复合材料中存在少量未完全熔化的TiC颗粒，熔化析出的TiC相呈断续链状，均匀分布于基体中，TiC与钛合金基体的界面结合良好。在600 ℃下，TiCP/Ti60复合材料的拉伸强度比Ti60合金提高了65 MPa，而延伸率明显降低。Ti60合金在高温下发生韧性断裂，而TiCP/Ti60复合材料的断口特征比较复杂，既有沿晶断裂和准解理断裂也有局部的韧性断裂。

通过激光熔化同步输送的Ti-47Al-2Cr-2Nb-0.5W-0.15B合金粉末，在TC4钛合金基板上逐层沉积制备出γ-TiAl合金的薄壁样品，分析了所沉积材料的开裂行为、微观组织、相组成及力学性能。结果表明，激光熔化沉积的γ-TiAl合金具有较高的开裂倾向，缩短激光扫描沉积的长度及引入具有较高韧性的钛合金作为过渡材料，可大大减缓薄壁沉积时的温度梯度和热应力，从而避免开裂的发生；激光熔化沉积γ-TiAl合金的内部组织致密，由α2+γ的层片状晶团及少量γ相组成，层片晶团的尺寸约10 μm；沉积状态下，沿薄壁长度及高度方向的室温抗拉强度分别为810 MPa和575 MPa，沿高度方向750 ℃下和长度方向850 ℃下的高温拉伸强度分别为550 MPa 和625 MPa。

为满足某装置用阀门密封面材料不能含有钴的要求,通过激光熔覆两种无钴镍基合金粉末,在0Cr18Ni10Ti不锈钢表面制备出具有梯度硬度分布的较厚涂层,分析了涂层的微观组织、硬度及界面结合强度。结果表明,采用硬度较低的镍基合金涂层作为过渡层,解决了具有较高硬度镍基合金涂层的开裂问题;涂层与基体及两种镍基合金涂层之间界面连续过渡,硬度呈梯度变化,涂层表面硬度达HRC47;涂层与基体界面为完全冶金结合,其界面结合强度大于565MPa;经弯曲及热震试验后,涂层未出现开裂及剥落现象,说明涂层具有良好的抗热震性能。

采用同轴送粉激光熔化沉积方法在0Cr18Ni10Ti不锈钢表面制备出420不锈钢的多层涂层及薄壁样,着重分析了沉积涂层的微观组织、硬度、界面结合情况及抗腐蚀性能。结果表明,激光熔化沉积的420不锈钢为单相α马氏体,沉积材料内部组织致密均匀,沉积材料的硬度在47-51HRC;沉积涂层与基体为完全冶金结合,沿沉积高度方向沉积材料的拉伸强度及界面的结合强度均大于基体材料的强度,界面结合强度达790MPa;与基体材料相比,所沉积420不锈钢的自腐蚀电位低、极化电阻小,抗腐蚀性稍差,该涂层可用于低腐蚀环境下0Cr18Ni10Ti不锈钢表面的强化及420不锈钢零件的修复。

在保护气氛下,通过激光熔化同轴输送的TA12钛合金粉末,在TA15钛合金基体上逐层沉积制备出TA12钛合金薄壁样,分析了所沉积材料的微观组织、相组成及力学性能。结果表明,激光熔化沉积的TA12钛合金的内部组织致密,沉积材料与基体为完全冶金结合;激光熔化沉积TA12钛合金为等轴晶组织,晶粒内部为不同取向的细小片层α相与少量β相组成的网篮状魏氏组织,随着激光功率的增加,原始β-Ti晶粒的尺寸稍许增大;沉积状态下沿激光扫描运动方向室温及550 ℃高温下的拉伸强度均达到了退火棒材的要求。