激光增材制造技术作为一种典型的快速成型方法,可以净成形制造高性能复杂金属零部件,具有设计制造周期短,无需型腔刀具、制造过程可控性高等诸多优点,已经被广泛应用航空航天,海洋,医疗,石油化工和模具等诸多行业。激光增材制造是一个多物理场耦合的复杂微冶金过程。其凝固组织对工艺参数的依赖具有不确定性。极为复杂的材料冶金过程依然不十分明确。目前依然缺乏有效的手段对增材构件微观组织和力学性能实现精确控制。为了实现对增材制造组织和性能更高自由度的控制,新的有效调控激光增材制造过程的方法亟需开发。本文以常用的金属材料In625高温合金作为实验原材料。通过在激光增材制造过程中施加机械振动,来研究机械振动频率和振幅对激光增材制造凝固组织及其力学性能的影响机理,从而为机械振动辅助控制激光增材制造构件组织和性能提供基础研究。主要研究工作分为以下几个方面:采用外加垂直机械振动辅助激光增材制造In625高温合金。通过激光共聚焦显微镜、光学显微镜等手段表征分析不同机械振动参数下激光直接沉积In625高温合金构件的宏观形貌和微观组织。研究结果表明,激光增材制造微熔池凝固行为受到机械振动的影响。随着机械振动频率的增加,竖直取向生长的定向晶受到抑制,并逐步转变为倾斜生长的细小枝晶。而机械振动幅度的变化对晶体生长方向能够起到一定程度的调节作用。同时,机械振动有助于使得合金试样表面形貌平整。对激光增材制造的In625合金试样进行切割,表面打磨,制备出拉伸试样,研究辅助机械振动对In625高温合金凝固组织力学性能(拉伸性能、硬度)的影响规律。研究结果表明,随着机械振动频率的增大,In625高温合金的硬度、屈服强度以及延伸率都呈先增大后下降的趋势。当机械振动频率为100 Hz时,其硬度、屈服强度和延伸率都达到了最大。随着机械振动幅度的增大,In625高温合金的硬度则呈下降的趋势,而屈服强度和延伸率呈下降趋势。当以激光增材制造In625合金抗拉强度作为评定标准时,最佳的机械振动参数为:频率为100 Hz,幅度为0.25 mm。对激光增材制造In625合金进行固溶热处理,研究不同固溶热处理温度与机械振动耦合作用下对In625的力学性能的影响。研究结果表明,随着固溶温度升高In625高温合金的硬度呈下降趋势。随着固溶温度的升高,In625高温合金的抗拉强度呈先增加后下降趋势,在850℃时,其抗拉强度达到最高,对比沉积态下提升了4.88%。随着固溶温度升高,In625合金的延伸率逐步增加,在1050℃时,相比比沉积态下,提高了26.67%。随着固溶温度升高,In625合金的屈服强度呈下降趋势。本文通过研究机械振动辅助激光增材制造In625合金,表明外加机械振动是一种有效的调控激光增材制造凝固组织和力学性能的方法。通过合理的匹配机械振动参数和激光增材制造参数,可以一定程度上细化凝固组织晶粒,提高凝固组织的拉伸力学性能。该研究成果有助于促进激光增材制造形-性一体化调控技术的发展。