Ti-6Al-4V(TC4)合金具有比强度高、耐蚀性良好以及生物相容性好等优良特点,被广泛应用于航空航天、化工及生物医学等领域。近年来兴起的增材制造技术不仅能大幅度提高钛合金材料的利用率,并且可实现复杂结构零件的制造。然而TC4钛合金的耐磨性较差严重影响了使用寿命,限制了其应用与发展。研究发现增材制造TC4钛合金由于具有细小的晶粒组织而具有较高的硬度和强度,可能相应提高其耐摩擦磨损性能,然而,目前对增材制造TC4的摩擦磨损性能研究较少。另外,增材制造的零件受到设备容积的限制,特别是对于通过电子束熔融成形(EBM)和选区激光熔化(SLM)技术生产的金属材料,其零件尺寸取决于腔室的尺寸。增大腔室会进一步导致除粉、惰性气体冲洗腔室费用增加和样品残余应力和其它缺陷增加等问题。而采用焊接技术连接增材制造零件为解决尺寸局限提供了途径。因此,研究增材制造TC4钛合金的摩擦磨损性能和焊接性能变得十分重要。本文以EBM制备的TC4钛合金(简称为EBM TC4钛合金)、SLM制备的TC4钛合金(简称为SLM TC4钛合金)和锻造TC4钛合金(forging TC4)为研究对象,采用环-块干摩擦磨损实验,研究其摩擦磨损性能和摩擦磨损机制;采用摩擦焊接技术,研究不同增材制造工艺制备的TC4钛合金的焊接前后焊缝的组织、硬度、模量变化和变形机理,研究焊接前后样品的拉伸力学性能变化。主要结果如下:(1)锻造样品的显微组织为等轴α晶,α晶晶界处分布有不规则的β相;SLM TC4钛合金的显微组织主要由外延生长的原始β柱状晶组成,晶粒内部含有大量针状马氏体α’相以及α’体之间的β相;EBM TC4钛合金的显微组织呈魏氏组织特征,主要相为片层分布的HCP结构α,少量bcc结构β相分布在片层之间。结果表明在干摩擦条件下耐摩擦磨损性能从优到差的顺序为:EBM TC4钛合金>SLM TC4钛合金>锻造TC4钛合金,增材制造比锻造TC4钛合金具有更佳耐摩擦磨损性能的原因在于增材制造TC4钛合金具有硬度大和较少的横向裂纹磨痕组织。(2)EBM-TC4钛合金焊接后的微观结构存在三个不同的区域:母材(Base Metal,简写为BM),热力影响区(Thermal Mechanically Affected Zone,简写为TMAZ)和焊合区(Weld Center Zone,简写为WCZ,宽度为～1165μm),这三个区域中均由α和β相组成,但形态各异。最显著的变化是母材金属中的柱状晶被分解成不规则β相和等轴α相,热力影响区的部分柱状晶变的更加粗大。结果显示焊合区(硬度:5.65±2.40 GPa)具有比母材(硬度:3.64±1.47 GPa)更高的硬度,同时焊合区具有更高的应变回复速率和更高的加工硬化能力和延展性。与未焊接的EBM TC4钛合金相比,焊接试样的屈服强度和抗拉强度只有微弱的减小,但是伸长率略有提高达到了～13%,断口分析表明焊接试样断裂方式为韧性断裂。结果表明摩擦焊技术可以成功焊接EBM TC4钛合金且不恶化材料的力学性能。(3)SLM TC4钛合金-EBM TC4钛合金焊接样品的微观组织同样存在五个不同的区域:SLM母材,SLM热力影响区,焊合区,EBM热力影响区,EBM母材。在焊合区,β初始晶粒发生了动态再结晶形成了细小的等轴(α+β)片层共生组织晶粒,在热力影响区的由于摩擦过程中的剪切力和高温下的软化作用的双重作用下各相组织发生了剧烈的塑性变形。结果显示焊合区的硬度(5.93±0.40 GPa)介于EBM TC4钛合金母材(硬度:5.61±0.67 GPa)和SLM TC4钛合金母材(硬度:6.55±0.31 GPa)之间。焊合区的应变回复速率、加工硬化能力和延展性大于EBM TC4钛合金母材但是小于SLM TC4钛合金母材。激活体积和应变回复速率表明焊合区的塑性变形抵抗能力高于EBM TC4钛合金母材,低于SLM TC4钛合金母材。与未焊接的EBM TC4钛合金相比,焊接试样具有相似的屈服强度、抗拉强度但是伸长率略有提高。失效断裂发生在EBM TC4钛合金母材而不是焊合区,断口分析表明焊接试样的断裂方式为韧性断裂。结果表明摩擦焊技术可以成功焊接增材制造的异构TC4钛合金。