TC4钛合金具有比强度高、耐腐蚀性好、高低温性能好等优点,在航空航天、医疗及汽车等领域应用广泛。同时,选区激光熔化（SLM）成形技术突破了传统加工成形技术的局限性,具有加工效率高、材料利用率高等优点,是一种制造复杂零件的重要方法。然而,SLM成形TC4钛合金的成形过程中仍然有许多问题需要解决,如强度-塑性匹配性差,快速凝固过程中存在较大的残余拉应力,易导致零件的变形和开裂,使得合金的综合力学性能不佳。本文以TC4钛合金粉末为研究对象,采用SLM成形试样,研究了深冷处理（深冷循环处理和冷热循环处理）工艺对SLM成形TC4钛合金的显微组织和力学性能的影响,获得结论如下。本文实验条件下,SLM成形TC4钛合金试样致密度不低于97%,其显微组织主要由马氏体α’相和少量β相组成。在棋盘花样内部区域为细长的相互平行的针状马氏体α’相,过渡区和搭接区内为粗短的针状或网篮状马氏体α’相。试样的平均显微硬度达到381HV0.2;成型倾斜角为0°时的强塑匹配性较好,其对应的抗拉强度为1042MPa,屈服强度为738MPa,延伸率为12%;残余应力值为30MPa,应力类型为压应力,断裂方式属于韧脆性混合断裂。深冷循环处理对SLM成形TC4钛合金显微组织及力学性能的影响表明,随着深冷循环次数的增加,马氏体α’相形态由沉积态的细针状改变为粗短的网篮状;经深冷时间6h,循环2次处理后,其显微硬度从381HV0.2提升至406HV0.2;增幅达6.6%;经深冷时间3h,循环4次处理后,其抗拉强度由1042MPa提升至1161MPa,增幅达11.4%,试样延伸率由12%下降至10%;试样残余应力值由30MPa升至122MPa,应力类型从压应力转变为拉应力,断裂方式属于脆性断裂。冷热循环处理对SLM成形TC4钛合金显微组织及力学性能的影响结果表明,经深冷时间3h,循环4次后再进行固溶时效（940℃保温1h后氮气冷却至室温再升温至540℃保温4h后随炉冷却）热处理后,组织出现了微量的ω相,与均匀的等轴初生α相结合,试样抗拉强度从1042MPa下降至956MPa,试样延伸率从12%提升至17%,增幅达41.6%;试样残余应力值由30MPa升至100MPa,应力类型为压应力,利于抑制试样表面裂纹的扩展,断裂方式属于韧性断裂,获得了强塑匹配较好的综合力学性能。