Ti-6Al-4V（TC4）作为现代工业生产中应用最广泛的钛合金,由于TC4的高硬度和低热导率,用传统的去材制造方法很难加工。电子束选区熔化快速成形技术（EBSM）通过粉末逐层熔化和凝固,可以制备具有复杂轮廓和多孔结构的零件,为TC4钛合金及其他材料的成形提供了一种新途径。因此在航空航天、生物医疗和化工等领域具有广阔的应用前景和重要意义。本文采用Ti-6Al-4V合金粉末为实验材料,利用Arcam Q10型电子束选区熔化成形设备制备与基板夹角为0°、30°、60°和90°四种角度的薄板试样,研究了合金不同成形高度部位和不同成形角度对显微组织、凝固过程和力学性能的影响机理。本文的主要结论如下:（1）电子束选区熔化成形TC4（EBSM-TC4）合金显微组织主要由大量的密排六方（hcp）α相和少量β相组成,β柱状晶和β晶粒向合金粉末沉积方向（最大温度梯度方向）生长,并贯穿多个层带;随着试样与基板的距离和夹角减少,β柱状晶的宽度增大,连续性和柱状晶的倾向性降低,逐渐向β晶粒转变。90°试样中针状马氏体α’的长度随与基板距离的降低而变短,数量逐渐增加,产生马氏体强化,顶部硬度最大为406.7HV_0.1,显微硬度随高度的降低先减小后增大,沉积方向上显微硬度平均值为353.35HV_0.1;0°试样顶层组织主要由针状马氏体α’组成,显微硬度最大为355.3HV_0.1,随沉积高度下降α’及其强化作用受热消失,中下部形成条状α,显微硬度随高度的降低而减小,显微硬度平均值为333.92HV_0.1;各试样板壁都具有一薄层超细致密的近等轴晶,产生细晶强化使显微硬度大于试样板中心。（2）90°、60°和30°EBSM-TC4钛试样显微组织为β柱状晶界处以相同位相向晶内析出的针状马氏体α’平行分布形成的集束魏氏组织和β柱状晶内针状马氏体α’相互交错形成的网篮状魏氏组织,各个高度和角度横向拉伸时的屈服强度、抗拉强度和延伸率相近,最大值出现在30°试样,为920MPa和984MPa,延伸率略微提升至7%;纵向拉伸加载力平行于柱状晶轴线,晶界强化作用减弱,屈服强度和抗拉强度略低于横向拉伸,而延伸率提高至12%;随着成形角度的减小,β柱状晶内致密细小且相互交错的马氏体α’构成的网篮魏氏组织逐渐转变为0°试样中β晶粒内的条状α相平行分布形成的集束魏氏组织,细晶强化作用减弱,β晶体形态由柱状晶转变为晶粒态,使屈服强度和抗拉强度下降到758MPa和854MPa。晶粒态还导致应变协调性和塑性增加,使延伸率增加至14.5%。（3）断裂韧性在90°EBSM-TC4钛合金试样中受到柱状晶的影响,裂纹在沉积方向扩展时为沿晶韧窝状断裂,由于受到β柱状晶晶界的强化作用,其断裂韧度为94.94MPa·m^1/2,裂纹在电子束扫描方向上扩展时为穿晶韧窝状断裂,断裂韧性减弱为85.33MPa·m^1/2;α相尺寸及其分布的形态对断裂韧性有影响:裂纹在β晶粒内长条状的α相平行分布形成的集束边界扩展时的断裂韧度(101.45 MPa·m^1/2)大于裂纹在β柱状晶晶内细小弥散的针状马氏体α’相互交错形成的网篮状魏氏组织中扩展时的断裂韧性。