钛/铝金属复合材料具有耐高温、耐腐蚀性、强度高、质量轻、成本低等优点,在航天、汽车、交通运输等领域得到广泛应用。本文利用电弧熔丝增材制造工艺制备了钛/铝金属复合材料,首先对其界面结合性能进行分析,结果表明,通过电弧熔丝增材制造的钛/铝界面结合良好,界面没有发现明显的间隙、孔洞或裂纹,并且形成了一定厚度的Ti Al3反应层。界面处元素扩散均匀,形成形状规则、厚度6μm的扩散层,满足钛/铝界面获得良好结合性能的要求。同时,得到钛/铝结合界面的抗拉强度为121.5MPa,剪切强度为140.5MPa,远高于爆炸焊接、轧制制备的钛/铝复合板的剪切强度。因此,电弧熔丝增材制造工艺能够用于钛/铝复合材料的制备。其次,讨论了复合比对钛/铝复合材料力学性能的影响,结果表明,钛/铝复合材料在拉伸过程中两组成金属相互影响和制约。随着复合比的增加,钛/铝复合材料的抗拉强度、屈服强度和伸长率均增加。但当复合比小于某一临界值时,钛/铝复合材料的均匀塑性变形能力与单一沉积铝相同,且伸长率小于单一沉积铝;当复合比大于某一临界值时,其均匀塑性变形能力与单一沉积钛相同,且伸长率大于单一沉积钛。同时,由于沉积铝的韧窝断裂和沉积钛的韧窝断裂和准解离断裂的混合断裂,随着复合比的增加,钛/铝复合材料断裂时界面更加不易分离,两组成金属更趋近于同时断裂。通过ABAQUS补充了多组复合比的拉伸数据,得出了电弧熔丝增材制造钛/铝复合材料的抗拉强度和屈服强度与复合比的关系式。与常用单一钛合金和铝合金的抗拉强度相比,复合比较大的钛/铝复合材料在减小成形件重量的同时,还能够保证成形件的抗拉强度与锻造或铸造的单一钛合金相当,具有一定的实用意义。最后,为研究电弧熔丝增材制造钛/铝复合材料的成型性,对其进行了热变形处理,结果表明,在一定变形温度和变形量范围内变形后,钛/铝界面由平直状转变为波浪状,且界面没有出现明显的裂纹和空隙,界面结合性能良好。并且随着变形温度的增加,波浪形界面的起伏越大,界面处扩散层厚度增加,产生的钛铝金属间化合物增多,但界面Mg元素的偏析更严重。当变形温度达到一定范围时,钛合金界面处会产生裂口,出现铝合金挤入钛合金的现象,形成冶金和机械的共同结合作用,增加界面结合强度。当沿着平行于界面方向进行更大变形时,界面出现更多机械结合,但扩散层厚度超过获得良好结合性能的要求,并且出现了更严重Mg元素的偏析和局部金属间化合物破碎。另外,两组成金属在热变形之后综合力学性能均有所提高。因此,在合理控制变形温度和变形量的情况下,热变形后钛/铝复合材料的界面结合性能和整体力学性能仍然良好。