TA15(Ti-6.5Al-2Zr-1Mo-1V)钛合金属于近α型钛合金,不仅具有α型钛合金良好的热强性和可焊性以及接近于α-β型钛合金的工艺塑性,还具有中等的室温和高温强度、低密度和耐腐蚀等优良特质被广泛应用于航空航天零部件及发动机结构中。对于形状、结构复杂的TA15钛合金飞机结构件的制造,传统锻造方法存在设备要求高、工艺复杂、材料利用率低、生产周期长等缺点。激光选区熔化(SLM)技术作为最具潜力的增材制造方法为加工具有成本低、生产周期短以及制造复杂形状的TA15零部件提供了可能,因此研究SLM成形TA15合金的工艺性能具有重要的意义。本文以TA15合金粉末为原料,以激光选区熔化成形技术为加工方法,研究了激光参数对试样内部缺陷和裂纹的影响规律,分析了孔洞和裂纹的形成机制,研究了成形态显微组织,明确了组织形成过程。研究了激光能量密度对成形态组织和力学性能的影响规律,明确了激光能量输入-显微组织-力学性能之间的关系。最后通过研究热处理对成形态组织和力学性能的影响,获得了组织均匀,强度和延伸率匹配良好,力学性能超过锻造标准的热处理试样。研究结果表明:SLM成形工艺参数中扫描间距对上表面形貌有着重要影响,激光能量输入影响内部缺陷类型和数量,随着能量密度增加,由未熔合孔洞缺陷过渡到球形气孔缺陷,致密度先增大后减小,致密度最高为99.7%;高能量输入下产生开裂现象的原因是内部存在较大的热应力,作用在侧壁尖角处形成应力集中,针状马氏体组织使基体抗裂性变差,并且由飞溅金属液滴凝固而成的球形颗粒未能与基体形成牢固结合,因此导致了试样横向开裂和扩展。SLM成形态组织由针状α’马氏体构成,沉积过程中五次峰值温度不同的热循环造成了针状马氏体分级现象。随着激光能量密度的增加,成形态试样抗拉强度逐渐降低,屈服强度逐渐增加,延伸率逐渐降低。激光能量密度为52.91 J/mm~3时,抗拉强度达到1250 MPa,屈服强度达到1063 MPa,延伸率为3.1%。经过750℃、840℃、900℃和940℃保温2小时空冷热处理后得到由α+β相构成的网篮组织。随着热处理温度的升高,抗拉强度和屈服强度逐渐降低,延伸率逐渐增加,断裂机制由半韧性半解理断裂逐渐转变为韧性穿晶断裂。940℃热处理后延伸率增加到11.5%,抗拉强度为1061 MPa,屈服强度为961 MPa。900℃和940℃热处理后拉伸性能均超过锻件退火态标准。基于上述激光选区熔化成形TA15合金工艺性能的研究,建立了工艺参数/热处理-显微组织-力学性能之间关系,为进一步探索TA15合金SLM工艺研究提供了参考。