Ti-6Al-4V钛合金因具有密度小、比强度高和耐热性高等优良特性,广泛应用于航空航天、汽车船舶和医疗领域。近年来发展起来的激光立体成形技术是一种高效、经济的制备Ti-6Al-4V结构件的方法,能够实现复杂结构件的无模具、快速和近净成形。然而,现有研究表明,激光立体成形Ti-6Al-4V钛合金沉积态的性能相比于其锻件,往往表现出强度更高,但塑性较低的特点,表明现有的合金成分不是激光立体成形最优的合金成分。激光立体成形技术具有其特有的快速熔凝特性以及复杂的热循环历史行为特点,针对此技术特点开发专用适用的合金材料是获得强塑匹配和综合性能优良的专用钛合金的关键。基于此,本文通过微量Mo（1 wt.%、2 wt.%、4 wt.%）元素的添加来调控激光立体成形Ti-6Al-4V合金的显微组织,系统研究了微量Mo元素的添加对Ti-6Al-4V合金的凝固组织、晶内α板条的形态、尺寸、含量以及变体选择的影响规律。在此基础上,揭示Mo元素添加对Ti-6Al-4V合金力学性能的影响规律,明确基于Mo元素添加的合金化机理以及合金性能改善机理,优化Mo元素的添加范围;最后评价了最优Mo添加量下的合金的抵抗疲劳裂纹扩展能力。主要研究内容及结果如下:（1）采用激光立体成形技术,以Ti-6Al-4V预合金和纯Mo粉末为原料,研究了不同Mo添加量对沉积试样冶金质量、成分均匀性及原始β晶粒尺寸及形貌的影响。结果表明,激光立体成形Ti-6Al-4V-x Mo（x=0,1,2,4）合金成分均满足目标成分设计,沉积试样冶金质量良好,仅在局部区域出现少量气孔缺陷。各沉积试样的凝固组织均由外延生长的粗大柱状晶粒组成,且柱状晶尺寸随Mo含量的增加而略有减小。（2）研究了Mo添加量对激光立体成形Ti-6Al-4V合金晶内组织的影响。结果表明,Mo添加仅为1 wt.%时,合金晶内α板条的形态和尺度即发生显著变化,由细长粗大的魏氏α板条转变为尺寸小于～1μm细小α板条。而随着Mo含量的进一步增加到4 wt.%,α板条的尺寸略有减小,整体影响较小。值得注意的是,Mo添加对α相体积分数产生了先增加后减小的反常趋势,基于固态相变理论,结合亚稳相的形成过程分析以及激光立体成形过程的热循环历史,揭示了Mo添加对激光立体成形Ti-6Al-4V合金显微组织的影响机理。（3）研究了不同Mo添加量对Ti-6Al-4V合金晶内α板条取向及位错密度的影响。四种合金成分下均出现12种α变体,且随着Mo含量的增加,α变体占优现象减弱,到达Ti-6Al-4V-4Mo时,α变体占优基本消失。合金中的位错密度在加入1～2 wt.%Mo含量时未发生明显变化,当添加4 wt.%Mo时,位错密度显著增加。（4）对激光立体成形Ti-6Al-4V-xMo（x=0,1,2,4）合金的显微硬度及室温拉伸性能进行评价。结果表明合金的显微硬度随Mo含量的增加而增加,每增加1 wt.%Mo,显微硬度提高～10 HV。激光立体成形Ti-6Al-4V-1Mo、Ti-6Al-4V-2Mo合金获得了较优的室温拉伸性能,合金抗拉强度分别达到1039.3 MPa和1032.2 MPa、延伸率为13.2%和11.5%,较同成形工艺条件下的Ti-6Al-4V合金强度和塑性同时提升。（5）优选激光立体成形Ti-6Al-4V-1Mo合金进行疲劳裂纹扩展速率评价。研究表明当应力强度因子ΔK为15～40 MPa·m1/2时,疲劳裂纹扩展速率分布在10-4～10-2 mm/cycle之间,略高于Ti-6Al-4V合金模锻件。结合裂纹扩展路径和断口分析,初步探讨了合金的疲劳裂纹扩展行为和断裂机理。