本文采用激光沉积制造技术制备TC4/TC11钛合金复合材料,通过OM对它们的显微组织进行了观察及分析,并对各个梯度层的显微硬度和摩擦磨损等性能进行了测试,重点对两种过渡方式的复合材料及其各个梯度层的疲劳寿命进行了高周疲劳寿命试验及分析。研究结果表明,随着TC11含量的增加可以不断提高材料的硬度和耐磨性能。直接过渡的TC4/TC11复合材料有明显的过渡界面,而具有3层过渡层的TC4/TC11梯度复合材料从TC4均匀地过渡到TC11,过渡界面不明显。100%TC4、75%TC4、50%TC4、25%TC4的显微硬度分别为494HV_0.2、508HV_0.2、524HV_0.2、542HV_0.2,磨损失重分别为6.2mg、4.2mg、2.9mg、2.7mg,摩擦系数分别为0.6、0.54、0.49、0.42左右。梯度层的存在有助于提高TC4/TC11钛合金复合材料的疲劳性能。直接过渡TC4/TC11复合材料在550MPa和800MPa下的中值疲劳寿命分别为2.01?10⁶、0.99?10⁵周次,而具有3层过渡层TC4/TC11梯度复合材料在550MPa和800MPa下的中值疲劳寿命分别为4.61?10⁶、1.80?10⁵周次。各个梯度层随着TC11含量的增加,在两种应力下的中值疲劳寿命不断提高。疲劳断口是疲劳寿命分析的重要依据。疲劳源优先在气孔处产生,在裂纹扩展过程中会产生疲劳条带和二次裂纹,二次裂纹在主裂纹扩展的过程中消耗了非常多的能量,减缓了主裂纹扩展速率,从而可以提高材料的疲劳寿命。瞬断区的断口形貌主要由韧窝组成,低应力下韧窝小且浅,高应力下韧窝大且深。TC4/TC11梯度复合结构在飞机构件制造中具有广阔的应用前景。复合结构在服役过程中承受循环载荷,若结构发生疲劳破坏,会严重威胁机体及飞行员的安全,因此提高结构的疲劳性能具有非常重要的现实意义。