功能梯度材料是一种化学成分和和微观结构随位置发生变化的高级工程材料,广泛应用于航空航天、核工业以及生物医疗等行业。激光金属沉积是一种先进的增材制造技术,常用于制备功能梯度材料。功能梯度材料内部组分及结构的复杂化,对激光金属沉积的制备工艺有着极高的要求,不合适的激光金属沉积工艺参数易产生裂纹、未熔粉末、缩松缩孔等缺陷。因此采用激光金属沉积技术制备功能梯度材料之前,需要进行一系列的工艺优化实验。合理的工艺参数优化流程能够快速的筛选出最佳的工艺参数,制备出满足使用要求的功能梯度材料。本文以304L/IN625为研究对象,对功能梯度材料的激光金属沉积工艺展开了系统的研究。基于单道、横向搭接和纵向搭接三种类型的熔道形貌特征制订了激光金属沉积工艺参数筛选流程,确定了最佳工艺参数,并通过对功能梯度材料的性能分析验证了工艺参数的合理性。主要研究内容如下:(1)探究了预混合粉末在激光金属沉积工艺中的粉末分离现象。提出了一种收集和区分预混合粉末粒子的方法;建立了预混合粉末配比计算模型;确定粉末分离的阈值;定量表征出304L/IN625预混合粉末是否发生粉末分离现象。(2)制定出激光金属沉积工艺参数的筛选流程。基于单道宽度,确定了未发生粉末分离现象的激光金属沉积工艺参数;结合横向搭接熔道和纵向搭接熔道的形貌特征,探究了裂纹、熔道波动、未熔粉末、熔道倾斜与激光金属沉积工艺参数的关系;研究激光金属沉积工艺参数对用粉量的影响;以单道、横向搭接和纵向搭接三种类型熔道中出现的粉末分离、裂纹、熔道波动、未熔粉末、熔道倾斜以及最小用粉量为评价标准,优选出304L/IN625功能梯度材料的激光金属沉积工艺参数。(3)基于最优激光金属沉积工艺参数制备出304L/IN625功能梯度材料。(4)对304L/IN625功能梯度材料进行性能分析。探究了 304L/IN625功能梯度材料的微观组织、硬度分布和拉伸性能,分析了微观组织变化对力学性能的影响机制,验证了 304L/IN625功能梯度材料激光金属沉积工艺参数优化的合理性。