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选区激光熔融因其成形零件精度高、复杂度不受限、成形性能优异等优势,成为金属3D打印应用最为广泛的一种粉床类工艺,在航空航天、国防军工等领域得到了广泛的应用。但在铝合金的SLM方面,成熟的材料仅局限于AlSi10Mg合金,且其力学性能尚不能满足一些中高强结构件的需求,因此对高强铝合金的选区激光熔融工艺提出了迫切的研制需求。本文针对具有析出相颗粒增强效应的Al-Mg-Sc-Zr高强铝合金的选区激光熔融工艺开展如下研究:探索Al-Mg-Sc-Zr合金选区激光熔融成形过程中,激光功率、扫描速度等关键工艺参数对成形件致密度、表面粗糙度和组织性能的影响规律,获得了易于合金成形且成形合金性能优异的工艺参数窗口。成形合金的组织为熔池边界亚微米级的细小等轴晶和由边界向内部生长的微米级细长柱状晶,主要物相为过饱和固溶了 Mg、Sc、Zr等元素的α-Al相;成形合金的抗拉强度与致密度正相关,随治金缺陷增多而降低。经优化的SLM工艺参数为:激光功率300W、扫描速度800mm/s、扫描间距0.15mm、层厚度30μm、层间转角67°;在此成形工艺下,获取了致密度到达到99.84%、抗拉强度338MPa、断后伸长率20%、维氏硬度80HV0.5的Al-Mg-Sc-Zr合金。研究了热处理参数对SLM成形Al-Mg-Sc-Zr合金组织和性能的影响规律,获得了优化的热处理参数。研究发现,热处理会打破SLM成形的过饱和固溶体的平衡状态,使成形态合金的α-Al相中析出沉淀强化相;500℃时,合金快速析出强化相后继而发生回复和再结晶,造成合金强度和硬度降低;330℃时,合金缓慢析出强化相,且续保温不会发生再结晶损害合金性能。优化的热处理制度为330℃时效处理0.5h,经此处理后的Al-Mg-Sc-Zr合金抗拉强度为488MPa、断后伸长率14%、硬度150HV0.5。探讨了SLM成形Al-Mg-Sc-Zr合金的强韧化机制,在SLM成形过程和热处现过程中,细晶强化和析出强化共同作用:EBSD与TEM检测,SLM成形Al-Mg-Sc-Zr合金的晶粒直径在0.5～5μm之间,而传统的AlSi10Mg的晶粒尺寸在5～30μm之间,前者晶粒细化了10倍,故而晶界面积大大增加,由此阻碍位错滑移,使Al-Mg-Sc-Zr合金强度提高。在热处理后,析出与基体共格的次生相Al3(ScxZr1-x),形成了细小弥散的尺寸在几十纳米的次生相质点,也会对位错的滑移产生很大阻力,从而剧烈强化合金。