激光直接沉积(Direct Laser Deposition, DLD)是利用大功率、高密度激光束流,局部熔化待加工工件表面形成熔池,同时将金属粉末送入熔池,与基体表面一起熔化后,迅速凝固,从而形成与基体冶金结合且稀释率很低的致密沉积层。TC11(Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si)钛合金是一种综合性能良好的α+p型热强钛合金。具有良好的室温抗拉强度和屈服强度,在500℃以下具有优异的热强性能和良好的热加工工艺性能,在航空航天领域的得到了广泛应用。由于TC11钛合金熔点高、热加工温度范围窄,工业上应用的钛合金结构件大都需要塑性变形处理之后再机械加工,加工周期较长,且材料利用率极低。利用激光直接沉积近净成形技术制造钛合金结构件,可极大地缩短加工周期,提高粉末材料的利用率,同时又节约了昂贵的加工成本。本文中激光直接沉积成形TC11钛合金试验是在北京航空制造工程研究所高能束流加工重点室验室建立的激光快速成形系统上完成,试验中分析了激光功率、搭接率、Z轴单层行程△Z等工艺参数对TC11钛合金组织和力学性能的影响规律,并对不同热处理制度对TC11钛合金的组织和力学性能的影响进行了研究；在此基础上,还对激光混合制造TC11钛合金界面处的组织和力学性能进行了研究分析。主要研究成果和结论有：激光直接沉积TC11钛合金组织柱状晶结构明显,且柱状晶贯穿多个沉积层,呈定向生长特征,晶内为典型的魏氏组织。双重固溶时效后,TC11钛合金晶内组织呈现典型网篮状特征；硬度及强度略有下降,但塑性明显提高。热等静压+固溶时效后,TC11钛合金部分柱状晶发生再结晶,转变成粗大的等轴晶,晶内组织则为典型的魏氏组织；硬度及强度较双重固溶时效后更低,塑性明显提高,已高于锻造态标准,且冲击韧性有很大提高。随着不断深入锻件基体,激光混合制造TC11钛合金内部组织逐渐由双态组织转变为魏氏组织。经热等静压+固溶时效后,界面处组织变化明显,从锻件区到沉积区组织由网篮组织转变为粗大的魏氏组织。热等静压+固溶时效后,TC11钛合金激光混合制造界面的硬度高于同种热处理状态下激光直接沉积态和锻造态TC11钛合金的硬度；与固溶时效态相比,热等静压+固溶时效态激光混合制造TC11钛合金塑性提高；固溶时效态、热等静压+固溶时效态激光混合制造TC11钛合金500.0℃时的高温抗拉强度、延伸率、断面收缩率数据相近。通过试验,,本文获得了控制成形中气孔和熔合不良缺陷的多种途径：优化激光直接沉积成形TC11钛合金的工艺参数；控制粉末质量；后续热等静压处理。同时,还实现了TC11钛合金组织与性能的调控。激光混合制造TC11钛合金的基础数据的积累,为TC11钛合金的激光修复奠定了基础。