随着增材制造技术优势逐渐凸显,航天器的地面制造越来越多地使用这项技术。钛合金作为理想的航空航天材料,增材制造钛合金零部件已应用于空间站、深空探测、运载火箭、卫星等领域。为了解决大型钛合金结构件整体增材制造成本过高的问题,结合增材制造的快速成型和等材制造的高精度的优点,提出―锻造+增材‖的复合制造方法。以某大型TC11钛合金航天零件的制造为研究背景,对电子束熔丝增材复合制造TC11钛合金工艺及性能进行研究。从单道单层电子束熔丝增材工艺参数与成形系数的关系入手,通过正交试验和拟合非线性回归模式,研究工艺参数对成形系数的影响及耦合影响,得到优化成形系数下的工艺参数;观察单道单层熔覆金属的显微组织进行金相分析,其宏观组织表现为:粗大的柱状晶从熔池底部以外延方式生长,最终柱状晶与竖直方向成一定角度,微观组织演变过程:熔池区液态金属→β相→α′/α相;热影响区部分初生α相→β相→α′/α相。采用优化的工艺参数成形多道多层TC11钛合金熔覆体,通过金相分析、力学测试等测试分析技术对熔覆体内的组织和化学成分进行表征,发现熔覆体组织特征表现:宏观组织表现为粗大β柱状晶从熔池底部沿高度方向生长并贯穿多个熔覆层,熔覆金属微观组织为网篮组织,且α板条随熔覆高度的增加长宽比减小;经热处理后TC11钛合金复合制造试件组织得到改善,并且在熔覆体中下部出现近似双/三态组织,热处理后试件的强度、塑性、韧性均得到提高。测试多道多层TC11钛合金熔覆体的力学性能,并进行光谱分析和断口,界面处Al元素含量过高导致界面处塑性、韧性较差;不同工艺参数下熔覆体硬度和强度差别不大,塑性存在差异,且当束流为50 m A、80 m A时塑性低于锻件工业标准;电子束熔丝增材制造TC11钛合金熔覆体力学性能整体呈现强度高、塑性偏低的特点,在束流20 m A,运动速度180 mm?min^-1,送丝速度15 mm?s^-1,椭圆扫描模式参数情况下电子束熔丝复合增材制造得到的试件各部位三个方向的强塑性均达到锻件工业标准,满足生产要求。按照实验优化―锻造+增材制造‖TC11钛合金复合制造方案制造得到的实际产品的缩比件各部位满足以下指标:拉伸强度≥1030 MPa、屈服强度≥885 MPa、断后生成率≥8%、断面收缩率≥23%、冲击韧性≥29.5 J?cm^-2、320 HBW≤硬度≤370 HBW,达到GJB 2744A-2007规定的钛合金锻件性能指标,按此工艺方案生产的零件超声波探伤合格、满足水压试验要求。