送粉式的激光熔化沉积工艺(LMD:Laser Melting Deposition)凭借其无尺寸限制的高灵活性及高成形效率的优势,而成为了倍受关注的增材制造技术之一。但目前关于TC4合金LMD成形的研究,其成形激光功率大多都不超过1000 W,这在一定程度上限制了构件的成形效率;此外,30Cr Ni2Mo VA钢作为一种极具战略意义的特种材料,还未有过其LMD成形研究的先例。基于此,本文分别针对TC4钛合金与30Cr Ni2Mo VA钢的LMD成形特性展开系统的研究,并基于成形熔池温度,提出了一个全新的激光能量概念,借助这一参量重点分析了材料的组织特征、力学性能及其演变规律;并在此基础上,本文还进一步探讨了通过LMD技术获得两种材料的Ti/Fe异种金属连接接头的可行路线。本文首先通过单因素变量法研究了LMD技术中不同工艺参数对TC4熔池温度的影响。研究表明,熔池温度会随着激光功率的增大而升高,而随着扫描速度及送粉速率的增大而降低,其中激光功率对熔池温度起着决定性的作用,并基于此提出了能够更好地体现不同参数的影响作用的有效激光能量E_e的概念。随后通过单道正交实验得到TC4成形的优化搭接工艺窗口为:激光功率1000-2000 W,扫描速度8-12 mm/s,送粉速率7-14 g/min,激光光斑直径3 mm,搭接率50%。并基于该工艺窗口确定了5组拥有不同E_e值的工艺组合用以研究在较高激光功率下LMD成形TC4合金的组织性能特征。结果表明,由于LMD逐层堆积的特性,成形试样的组织易受到循环热作用的影响而发生固态相变;并且当成形工艺为激光功率2000 W、扫描速度12 mm/s、送粉速率10.5 g/min,有效激光能量7.98×10~5时,在合适的沉积层厚度及热循环的配合作用下,能够使试样内部亚稳态的针状α′相充分分解为平衡态的板条状α+β微观组织。此时,试样的综合力学性能表现也极为出色,其抗拉强度能够达到1024 MPa,断后伸长率接近14.9%。基于熔池温度数据同时验证了有效激光能量概念在LMD成形30Cr Ni2Mo VA钢材料体系下的适用性。通过单道正交实验得出30Cr Ni2Mo VA钢搭接成形的优化工艺窗口为:激光功率1500-2500 W,扫描速度10-15 mm/s,送粉速率10.2-20.4 g/min,激光光斑直径4 mm,搭接率50%。对LMD成形30Cr Ni2Mo VA钢试样的组织特征及力学性能进行研究。结果表明,成形有效激光能量的升高,会使得过冷奥氏体的转变温度升高,从而造成试样的组织由条片状贝氏体过渡转变为等轴状贝氏体。当有效激光能量较低时(1.20×10~5～1.60×10~5),试样的微观组织主要由条片状的贝氏体构成,此时得益于组织内部的位错亚结构,试样的抗拉强度超过1250 MPa,断后伸长率接近12%;而当有效激光能量增大(1.70×10~5～2.32×10~5),试样的微观组织变为主要以等轴状的过渡型贝氏体构成,此时组织内部的位错亚结构得到了一定的消除,因而试样的抗拉强度降低至1200MPa左右,但其断后伸长率却在细晶强化的作用下提升至接近14%。由于Ti、Fe物化性质的差异,当两种元素直接接触时极易生成硬而脆的Fe-Ti金属间化合物,而导致连接构件出现层间断裂。以单独的纯Cu或V元素作为中间过渡层时,较薄的过渡层无法有效抑制Ti与Fe的扩散;当过渡层厚度增大后,虽然在一定程度上抑制了Fe-Ti相的析出,但又极易引发同样脆性的Cu-Ti金属间化合物与Fe-Cr-V(σ相)生成。而以V+Cu复合过渡层的形式进行连接时,复合过渡层能够成功抑制Fe-Ti金属间化合物的析出,并很好地控制了有害的Cu-Ti相与σ相的生成,因此获得了牢固的Ti/Fe异种金属连接接头(σ_b:166 MPa)。