利用动电位极化曲线、电化学交流阻抗谱、X射线光电子能谱（XPS）和电子背散射衍射（EBSD）等测试方法研究了固溶时效处理对激光熔丝真空增材制造Ti6Al4V钛合金在质量分数为3.5%的NaCl溶液中的耐蚀性能的影响规律，其中固溶温度为950 ℃，时效温度分别为 500 ℃和600 ℃。研究结果表明，固溶时效处理后试样的腐蚀电流密度变小，腐蚀后试样表面生成的钝化膜中的高价态氧化物TiO₂的含量增多，钝化膜更稳定，保护效果更好，耐蚀性能明显得到改善，其中500 ℃时效试样的耐蚀性能最优，600 ℃时效试样次之。其原因是固溶时效处理后试样中的针状α'相减少，大角度晶界比例增加，导致耐蚀性能提高。此外，与500 ℃时效试样相比，600 ℃时效试样中的α片层明显变厚，导致耐蚀性能变差。

选区激光熔化成形过程中金属粉末的快速熔化凝固会产生较大的热梯度，温度的动态变化对不同粉末成形零件的微观组织和力学性能产生影响。基于有限元分析软件，采用移动高斯热源（Gauss）加载对选区激光熔化成形过程进行三维瞬态温度场模拟，研究Hastelloy X和Ti6Al4V合金的不同属性与温度变化及凝固冷却规律。同时基于选区激光熔化工艺制备Hastelloy X和Ti6Al4V合金试样，对其微观组织和力学性能进行表征。结果表明：Hastelloy X和Ti6Al4V合金瞬态峰值温度分别达到2 777.37 ℃、3 340.88 ℃，平均冷却速率分别为3.93×106 K/s、5.11×106 K/s。在微观状态下，Hastelloy X合金晶粒呈现羽毛状层叠交叉排列，而Ti6Al4V合金内部分布着针状马氏体α′相交错形成网篮组织。相比Hastelloy X合金抗拉强度和屈服强度的728.08 MPa、338.91 MPa，在更高冷速下产生“细晶强化”作用的Ti6Al4V合金的抗拉强度和屈服强度达到了1 134.05 MPa、1 055.83 MPa，远高于Hastelloy X合金，但其伸长率却低于Hastelloy X合金，总体呈现高强度、低塑性的特点。

首先用波长为10.6 μm的二氧化碳激光对TC4合金表面进行抛光。利用三维形貌仪测量材料表面粗糙度, 结合抛光前后材料表面微观形貌特征分析激光功率、离焦量、扫描速度、扫描间距等因素对该材料表面粗糙度的影响。获得理想的工艺参数, TC4合金表面粗糙度具有最小值117.62 nm。但二氧化碳激光抛光TC4合金容易出现热积累严重和表面裂纹等问题。然后用波长为1 080 nm的光纤激光对TC4合金进行抛光, 同样分析了金属表面形貌、离焦量和扫描路径等因素对该材料表面粗糙度的影响规律。创新性地使用多重移动扫描抛光, 获得理想的抛光效果, TC4合金表面粗糙度最佳为148.91 nm。以上实验结果表明, 使用光纤激光器进行多重移动扫描可以快速有效抛光TC4合金, 且激光能量密度较小, 表面无明显形变和裂纹。

为研究激光喷丸强化对医用Ti6Al4V合金表面耐生物腐蚀性能的影响, 对Ti6Al4V合金试样表面进行激光喷丸强化处理; 然后选用动电位极化曲线测试法研究了激光喷丸前后试样的电化学腐蚀性能, 采用扫描电子显微镜观察腐蚀试样的表面形貌并进行能谱分析。结果表明, 在测试参数范围内, 激光喷丸强化试样的自腐蚀电位正移, 腐蚀倾向降低; 钝化电流密度降低, 钝化区电位范围增大, 钝化性能更稳定; 击穿电位正移, 点蚀敏感性降低; 自腐蚀电流密度减小, 腐蚀速率降低。与未处理试样相比, 自腐蚀电位最大正移了0.209 V, 钝化电流密度最大降低了2个数量级, 钝化区电位范围最大增幅为86.90%, 击穿电位最大增幅为88.31%, 自腐蚀电流密度最大降低了81.75%。激光喷丸强化处理可有效改善医用Ti6Al4V合金表面的耐生物腐蚀性能。

Ti6Al4V合金在毫秒激光打孔过程中，沿孔壁会形成严重影响成品性能的重铸层。考虑熔体受到的热学和力学等方面的影响，基于修改的流体力学方程和改进的水平集法，建立了激光打孔的固/液/气三相二维数值计算模型，在单脉冲能量为3 J的条件下,对不同脉宽参数的激光打孔进行数值研究。运用后处理技术提取了打孔过程中重铸层的温度场、流场和厚度分布情况。结果表明，蒸发和喷溅是熔体排除的主要方式，重铸层是在热-力耦合作用下形成的。重铸层的厚度随激光脉宽的增大而增加，并呈现从孔口到孔底逐渐变薄的特征。