选区激光熔化技术因其独特的“逐层加工”增材制造方式,具有加工周期短、材料利用率高、能够成形传统工艺难以实现的复杂结构零件等特点,在全球得到了快速的发展。IN738合金由于其高温蠕变性能、耐热腐蚀性能等优于现有的大多数镍基高温合金,而被广泛应用于航空发动机、燃气轮机等热端部件,采用选区激光熔化技术直接成形这类复杂结构部件具有独特优势。然而,IN738合金因其高合金化程度和高Al、Ti含量,导致在选区激光熔化成形过程中具有高的裂纹敏感性、成形件致密度差等缺点。为此,本文以IN738合金粉末为成形材料,采用显微组织表征与分析、凝固模型建立、力学性能测试等手段对选区激光熔化技术中粉末的成形性能和裂纹的产生及抑制开展研究,旨在揭示裂纹的形成机理,建立“粉末原材料-成形工艺参数-零件性能”之间的联系,进而对粉末评估标准及成形件性能的调控提供合理参考。对单熔道的研究发现:熔道形态随激光功率的增加以及扫描速度的减小,由不规则断续形态向规则连续变化。在激光功率较高、扫描速度较低时,成形的熔道呈规则连续的条状。当激光功率低于270 W,扫描速度大于等于1750 mm/s时,粉末吸收能量减小,球化现象严重,形成典型的泪滴状颗粒甚至球状颗粒,无法形成连续的熔道。随着扫描速度的增加,激光功率的减小,熔池宽度减小,熔化穿透深度也随之减小。对两批IN738合金粉末成形件研究结果表明:原始粉末中Zr元素含量的增加,成形件XOY面及XOZ面裂纹密度增加;Zr元素含量的增加降低了合金的固相线温度,同时促进了晶界处M(Ti,Nb,Mo,W,Zr)C碳化物及γ+γ’共晶相的生成;SLM成形的IN738合金内部裂纹主要为凝固裂纹,且在熔池中心沿着<001>取向的柱晶晶界分布,使零件抗拉强度从1113 MPa降低至610 MPa,塑性也严重下降。对于IN738合金选区激光熔化成形时,应严格控制粉末化学成分尤其是裂纹敏感元素,例如Zr元素含量应保持在0.02 wt.%以下。经工艺参数优化后,发现在激光功率为270 W,扫描速度为2250 mm/s、扫描间距为0.07 mm、扫描角度为67o参数下成形的样品内部裂纹密度和尺寸最小,裂纹得到明显抑制,致密度达到99.2%,并且抗拉强度提升了55.2%,达到了947MPa,塑性明显增加。对于同种合金的不同批次尤其存在元素含量差异的粉末,采用相同的工艺参数成形时,无法保证其成形质量及零件性能的统一。当粉末性能变化,SLM工艺参数必然需要进行成形前的优化,不同的粉末具有匹配的最佳成形参数,而这种匹配性增高了实际生产中的成本及周期。工艺参数的优化调整可以改善对于成分偏差的粉末成形件中的缺陷及其性能,但改善效果有限。