选择性激光熔化技术(Selective Laser Melting,SLM)是一种粉末床熔融增材制造技术,具有制造任意形状复杂、力学性能良好且尺寸精度较高的零件的优势。TC4(Ti6Al4V)钛合金作为一种α+β双相钛合金,由于其优异的力学性能已广泛应用于制造飞机结构、航空发动机的压气机盘和涡轮叶片等零部件。但TC4钛合金导热性差、应变硬化倾向、硬度大以及对氧气的化学反应活性高,传统的制造工艺难以满足TC4合金的加工要求。因此,SLM技术的出现为TC4钛合金在航空航天领域的应用提供了更广阔的前景。在航空航天领域,零部件的结构复杂且精度要求高,而目前对SLM成形尺寸精度的研究较少。因此,本文通过SLM工艺制备了一批TC4叶片特征件,研究了叶片构件的尺寸偏差分布规律以及SLM成形过程中产生的热应力对尺寸偏差的影响。利用SLM工艺制备了一系列TC4叶片构件,叶身高度范围为27.5 mm～45 mm,每两个叶片之间的高度差为2.5 mm。对叶片尺寸偏差的研究分析发现,叶片后缘处呈近似抛物线的变化规律。叶片整体变形趋势为中间较厚的部分向叶盆面一侧变形,前后缘部分向叶背面一侧变形。叶片中间较厚部分以及前缘附近为收缩变形,后缘部分主要为热膨胀变形。叶片构件整体的尺寸偏差随叶片叶身的高度增高而变大。对TC4叶片构件在SLM成形过程中的热应力进行模拟分析,发现叶片的最大应力集中在叶片榫头和叶片叶身与榫头相连接处。SLM成形时沿Z方向(构建方向)的热应力值最大。叶片叶身两侧边缘处都存在较大的拉应力。叶片叶身较厚的前缘附近部分主要表现为抵抗热压缩变形趋势的拉应力,较薄的后缘附近部分主要表现为抵抗热膨胀变形趋势的压应力。X射线衍射法测量SLM成形TC4叶片表面残余应力的结果表明,在移除基板后,应力释放导致叶片后缘部位再次向叶盆面一侧变形。叶片的表面残余应力分布表现为边缘处的拉应力和内部的压应力。显微组织观测结果显示,SLM成形TC4构件的显微组织表现为柱状原始β晶粒内存在的大量针状α’马氏体集束。SLM成形TC4叶片后缘处的壁厚较薄,冷却速度更快,因此柱状原始β晶粒的宽度比前缘处的窄,后缘处小尺寸的α’晶粒和小角度晶界(LAGBs,<10°)所占百分比比前缘处的高,使得测量得到的后缘处的硬度值高于叶片前缘处和中间部分。拉伸性能测试结果表明,SLM成形TC4钛合金屈服强度约为1100MPa,抗拉强度约为1223MPa,延伸率约为7.83%。高温压缩试验结果表明压缩性能随温度升高而降低。