为实现钛合金大型整体结构件高质高效制造,本文提出锻造+激光沉积复合制造技术,在锻件毛坯或半成品零件基体上进行激光沉积成形来完成零件的整体制造。本文以TA15钛合金粉末为原料,采用激光复合制造技术制备试验试样,利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)以及电子背散射衍射(EBSD)等方法观察试样显微组织,断口形貌和织构特征;对试样室温拉伸性能以及显微硬度进行测试,以探究激光复合制造TA15钛合金力学性能;并进行了循环热处理,分析热处理对组织及性能的影响。研究结果表明:激光复合制造试样包括锻造基材区、激光沉积区和热影响区三部分。锻造区组织为双态组织,沉积区组织为粗大的β柱状晶,柱状晶内部为网篮组织,在热影响区内随着向沉积区靠近,等轴状初生α相体积分数减少;经循环热处理后,锻造基材区近等轴状初生α相出现球化现象,沉积区β柱状晶内部α片层尺寸粗化,相邻β柱状晶晶体学取向趋于一致;当加载方向不同时,{11~—20}_?及{011~—2}_?织构各滑移系施密特因子不同,使激光复合制造TA15钛合金试样拉伸性能呈各向异性,Z向试样抗拉强度低于XY向试样,但塑性较好。循环热处理后试样强度降低,塑性得到明显改善;激光复合制造TA15钛合金试样沉积区显微硬度高于锻造基材区,热影响区硬度介于二者之间,锻造基材区锻态、退火态以及循环热处理后显微硬度无明显差异,沉积区差异明显:退火态略高于沉积态,循环热处理后试样硬度下降,这主要是因为α片层长宽比不同造成的。