选区激光熔化（Selective Laser Melting,SLM）技术突破了传统制造工艺对零件形状的限制,具有材料利用率高、周期短等特点,是解决航空航天复杂零件精密制造最具潜力的成形技术之一。但在SLM成形过程中,温度的急剧升高或降低使冷却速率可达10~7℃/s,成形件内部易产生较大热应力。同时,不当的工艺参数易导致球化、孔洞、裂纹等缺陷的产生,影响其成形质量。针对上述问题,采用有限元模拟的方法探究SLM加工过程中动态温度场变化、热应力演变规律,是一种优化工艺参数、预测缺陷的有效途径。因此,本文采用模拟与实验相结合的方式,探究了不同工艺参数及扫描策略对SLM成形Ti-6Al-4V合金瞬态温度场及应力场的影响,并对工艺参数进行优化,进一步分析了扫描策略（相位角）与应力分布、实验性能之间的关系,讨论了不同热循环类型对显微组织针状α’马氏体类型和柱状晶尺寸的影响。主要内容如下:（1）利用Ansys Workbench建立SLM成形Ti-6Al-4V合金三维热-结构耦合有限元模型,在施加高斯体热源和非线性热物性参数的基础上进行温度场、应力场模拟。为保证模型的准确性,采用实验的方式在相同工艺参数下制备Ti-6Al-4V合金块体样件,分别从微熔池尺寸、层间残余应力两方面对该有限元模型进行验证。（2）本研究从激光功率、扫描速度、激光体能量密度三个方面探究SLM成形温度场分布、热循环及熔池演化规律。研究发现:随着激光功率的增加和扫描速度减小,熔池中心温度和熔池尺寸均呈增大趋势。冷却阶段,功率和扫描速率的增加导致冷却速率呈增加趋势,分别增幅35.7%、58.3%。激光体能量密度的增加使熔池尺寸呈先增加后趋于平缓的变化规律,热循环中的重熔作用可在一定程度上降低冷却速率。往复扫描相比于单向扫描热影响区域连续性强,分区扫描有助于区域内温度均匀分布。（3）基于温度场结果,采用间接耦合的方法进行应力场计算,探究激光功率、扫描速度、激光体能量密度及扫描策略对SLM成形过程中的应力演变及残余应力分布规律的影响。研究发现:最大应力随着激光功率和扫描速度的增加而增加,扫描速度影响大于功率。随着激光体能量密度的增加,最大应力减小,降幅11.9%。冷却结束后最大应力出现在粉床与基板接触处,表面应力受扫描路径影响呈“条带状”分布,不同路径下应力分布不同。层间相位角90°、135°最大应力及X、Y、Z路径上的峰值应力均低于0°,分区扫描下应力集中在“区-区”搭接处,相比不分区应力有所降低。（4）采用与模拟相同的参数,利用实验的方式探究不同激光体能量密度对成形样品表面形貌、致密度、层间残余应力及其力学性能的影响。研究发现:当激光体能量密度达到55.56J/mm~3时,致密度、表面显微硬度处于峰值状态,分别达到98.62%、450HV,获得最优参数即功率80W、扫描速度800mm/s、扫描间距60μm、层厚30μm。SLM成形Ti-6Al-4V合金的显微组织类型主要为针状α’马氏体,研究发现通过热循环曲线判断的组织类型与SEM图相符,组织类型为初生α’及次生α’,揭示了不同热循环类型可影响材料内部组织。通过探究不同扫描策略（相位角）对材料性能的影响发现,随着层间相位角由0°增加至135°柱状晶宽度增幅73.3%,抗拉强度提升4.9%。经优化后Stripe-135°（分区）策略下致密度、抗拉强度分别提升至98.96%、1485MPa。可见改变相位角可有效调节成形过程中的热循环,改善SLM成形Ti-6Al-4V合金的材料性能。