本文通过实验,结合光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）研究了激光沉积制造TA15钛合金的组织、疲劳性能与损伤容限性能（裂纹扩展速率和断裂韧度）。对组织进行研究发现,激光沉积TA15宏观组织呈现定向生长的柱状晶形貌,晶粒内部为细小的网篮组织,经过双重退火后,网篮组织有粗化趋势。其次,在720 MPa、760 MPa和800 MPa应力水平下进行了室温高周疲劳（HCF）测试并进行了疲劳断口分析,结果显示激光沉积TA15钛合金具有较高的高周疲劳寿命,720 MPa下疲劳源区断口形貌表现为很高的组织敏感性,敏感尺寸达单个α片层尺寸单元,800MPa下敏感性较弱,只达到α片层集束尺寸单元。部分试样有气孔存在,气孔范围在20⁴0微米,气孔的存在使试样的高周疲劳寿命呈现不同于锻件的明显分散性,表现为同一应力水平下寿命量级的分散,且气孔的大小与位置对疲劳寿命有不同程度的影响。直径越大和距离表面越近的气孔对疲劳寿命损伤越大。激光沉积TA15钛合金仍具有优异的疲劳性能,这与取向随机、尺寸细小的片层组织有关,细小的显微组织提高高周疲劳强度。在疲劳源区存在与α片层集束尺寸相当的解理断裂平面,稳定扩展区疲劳裂纹扩展路径曲折,这与片层组织中α片层集束位向不同有关,一定区域内疲劳裂纹平行α片层或近似垂直α片层扩展,扩展区的二次裂纹有助于消耗裂纹扩展能量,提高疲劳寿命。最后,研究了激光沉积TA15钛合金的损伤容限性能,发现预制裂纹在YOZ面其扩展速率较快,XOY面裂纹具有较低的扩展速率。平面应变断裂韧度K_IC受裂纹预制扩展方向和β晶粒位向影响,表现为各向异性。裂纹扩展平面垂直β柱状晶时,K_IC最大达86.36 MPa·m^1/2,当β柱状晶位于裂纹扩展平面内,且平行于裂纹扩展方向时,K_IC值为77.19 MPa·m^1/2,β柱状晶垂直于裂纹扩展方向时,其对裂纹阻滞作用弱,K_IC最小为56.16 MPa·m^1/2。