属于金属3D打印工艺的选择性激光熔化成型技术（SLM）采用金属粉末逐层扫描铺粉的方式获得组织致密、精度高、力学性能优良的成型件,可以用于直接成形各种复杂零件,且能够采用的材料种类多、利用率高,是目前突破复杂高温合金部件制造精度、复杂结构和材料铸造缺陷等诸多瓶颈的关键技术。然而,目前SLM成型技术工业领域的应用仍处于起步阶段,目前研究主要集中在材料的成型方式和成型件微观形貌上,对于SLM材料在循环载荷下的疲劳特性的研究极少。因此,本文针对高温、高载荷下SLM 316不锈钢材料进行循环加载实验研究,并对其断裂机制进行微观分析,结合实验结果构建相应的棘轮预测模型,主要内容如下:（1）在非对称应力控制模式下对SLM 316不锈钢的高温疲劳特性进行实验,并对试件的取样角度、温度、应力率和峰值应力相关影响因素进行系统地分析。结果显示SLM 316不锈钢取样角度为0°时棘轮变形更容易发生,其寿命低于90°试件,在750℃、峰值应力为260 MPa,应力率为2 MPa/s时取样角度为90°时的寿命约为0°试件的2.7倍。载荷水平较低时取样角度对材料的疲劳行为影响并不显著,而在高应力工况下0°试件抵抗棘轮变形的能力比90°试件差。值得注意的是,试样皆在其疲劳寿命80%左右发生应变急速增长至断裂。（2）在实验工况下,200～400 MPa的峰值应力区间内棘轮应变具有相似的变化规律,峰值应力越大棘轮效应越显著,峰值应力的影响受温度控制,在高温下峰值应力的棘轮行为大幅提升,当温度为750℃时290 MPa下棘轮应变几乎为230MPa时的28倍。SLM 316材料在高温条件下具有显著的时相关效应,在应力率为0.5～10 MPa/s时疲劳寿命受应力率变化剧烈,当应力率增加10倍时疲劳寿命相应地增加17倍,当应力率由10 MPa/s增大至20 MPa/s时寿命曲线的增幅减小。由于高温下材料的粘性加剧了塑性应变累积,在750℃下塑性变形迅速累积,并在几个循环内断裂,而在550℃时即使以较大的峰值应力加载,也不会产生明显的棘轮效应。（3）研究了SLM 316不锈钢的静态蠕变和疲劳-蠕变交互行为。实验结果表明,材料的棘轮应变累积与保载时间有关,疲劳-蠕变实验与纯蠕变实验差别较大,在保载时间小于5 min时材料的棘轮行为由疲劳主导,但是蠕变对材料的塑性应变累积的作用也不能忽略,疲劳-蠕变的交互作用促进了损伤的发展,即使在保载时间较短,蠕变对材料的棘轮应变也会产生影响。然而,保载时间主要通过影响第I阶段（初始阶段）第Ⅲ阶段（断裂阶段）的应力应变曲线宽度和应变累积速率影响棘轮应变的产生。（4）基于饱和棘轮效应和峰值应力一元控制的本构模型,引入带有温度效应的棘轮门槛值和应力率相关函数,构建了纳入温度、峰值应力和应力率效应的统一棘轮预测模型。预测结果表明,本模型的棘轮应变预测值具有良好的精度。（5）采用扫描电子显微镜（SEM）观察不同载荷条件和加载模式下试件断裂后断面的微观形貌。观察发现在高峰值应力下（325 MPa）时断口表现为韧性断裂模式,裂纹萌生于断面边缘处,由于循环数很少,未观察到明显疲劳辉纹,但是当峰值应力下降至290 MPa时断口出现明显辐射状的疲劳辉纹。对于SLM成型的316材料在颈缩区裂纹呈层状分布,存在呈明显的层状排布孔洞,这可能是SLM扫描层状铺粉造成的孔隙缺陷使裂纹更容易形成。对于疲劳-蠕变交互实验中疲劳促进微小孔洞迅速聚集,蠕变促使孔洞形成与长大,蠕变孔洞、成型微孔隙和疲劳裂纹扩展交互作用是材料疲劳寿命减短的主要原因。