激光选区熔化（SLM）通过逐层堆积直接成形出具有优异性能的复杂零件,在航空航天、汽车工业和生物医疗等行业得到了广泛的关注。但SLM成形是一个复杂的热传递过程,粉末快速熔化凝固容易造成熔池不稳定而产生孔洞、裂纹等缺陷,不同的激光工艺参数又直接影响到零件的最终成形质量。本文以GH4169高温合金为研究对象,分析了工艺参数对试样致密度、粗糙度和硬度的影响规律,进而分析试样表面缺陷的原因;基于有限元软件建立热-结构耦合模型,系统地研究了SLM成形过程中温度和应力的分布特征,深入分析工艺参数、熔池热行为与成形质量之间的关系;对最优工艺参数成形的试样进行力学性能测试,探讨了热处理对试样显微组织及力学性能的影响。主要研究内容及结果如下:（1）SLM成形GH4169合金实验分析结果表明,SLM成形过程中容易产生孔洞和球化等缺陷,试样的致密度和维氏硬度都随激光功率、扫描速度和扫描间距的增加而先升高再下降,而试样表面粗糙度的变化趋势则相反。激光功率和扫描速度显著影响粉末吸收能量的高低,进而影响试样表面孔洞缺陷的生成;扫描间距主要影响熔道搭接,从而影响零件成形质量。（2）SLM成形GH4169合金温度场数值模拟结果表明,各向异性热导率增强的方法提高了模型的精度,实验和模拟所得到的熔宽和熔深误差分别为3.6%和7.04%。热循环作用下,材料经历了多次快速熔化和凝固的过程,冷却速率达到10~6-10~7℃/s。不同工艺参数下,熔池的冷却速率随激光功率和扫描速度的增加而增大,增幅分别为154.2%和88.4%。熔池的尺寸、温度和寿命与激光功率正相关,与扫描速度负相关,而扫描间距和粉末层厚对熔池热行为的影响较小。合适工艺参数下的金属液相具有较好的动力粘度和流动性,金属液相能较好的进行铺展和润湿,进而提高致密化水平。（3）SLM成形GH4169合金应力场数值模拟结果表明,单层多道应力场中,成形区表面主要为拉应力,扫描道两端与基板结合处存在较大应力,容易产生翘曲变形。多层成形过程中,材料受到水平热循环和垂直热循环的双重作用,热应力随温度呈规律性变化,热应力的下降幅度达到21.8%。不同工艺参数下,残余应力与激光功率、扫描速度正相关,而扫描间距过大或过小都会引起温度梯度上升,导致残余应力的增加。不同扫描方式下分区扫描的残余应力分布更加均匀,高应力区域减小,但应力值变化不大;相比于层间旋转0°,层间旋转90°在热循环作用下材料受到的去应力退火作用更加明显,第一层中心点冷却至室温得到的残余应力值为310MPa。（4）利用力学性能测试及微观表征探讨了固溶双时效（SA）热处理工艺对试样显微组织及力学性能的影响,结果表明,SLM原态试样的显微组织主要为胞状晶和柱状晶,与温度场预测结果一致。固溶双时效热处理有效改善了晶界上的成分偏析现象,Laves相大量溶解,热处理后试样的显微组织中析出δ相、强化相γ’相和γ"相。热处理后,试样的硬度、屈服强度和抗拉强度得到提高,分别增加了31.4%、32.1%和26.4%;而延伸率为17.1%,尽管低于SLM原态试样,但仍然高于锻件（12%）。