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TiAl合金具有低密度、高比强度和比模量、优异的高温抗氧化性和抗蠕变能力等优点,在航空航天及汽车工业等领域具有广阔的应用前景。然而由于TiAl合金具有本征脆性的特点,其室温和高温变形能力较差,采用传统工艺难以制备出具有复杂形状的高性能TiAl合金构件,限制了其进一步工程化应用。相对于传统制造技术,金属增材制造技术（Additive Manufacturing,AM）可以根据三维CAD数据模型,直接制备出形状复杂的构件。而作为增材制造技术的一种,电子束选区熔化技术（Selective electron beam melting,SEBM）预热温度较高,可以达到1100℃,能够有效降低残余应力,防止成形件的开裂,因此,适合TiAl合金的制备。本文以Ti-47Al-2Cr-2Nb预合金粉末为原料,采用SEBM技术成形TiAl合金,系统研究了SEBM成形TiAl合金的冶金缺陷特征及其形成机理;电子束束流、扫描速度和扫描间距对水平截面显微组织和力学性能的影响;力学性能各向异性及片层择优取向形成机理,以及SEBM成形TiAl合金过程中的相变和组织演变规律。首先开展了扫描路径和工艺参数对冶金缺陷的影响、冶金缺陷特征及其形成机理的研究。采用单向扫描路径（SX）时,试样边缘出现直线状鼓包,而采用双向扫描路径（SXY）时,表面平滑;当能量密度较高且扫描速度较快时,成形试样表面中心位置出现明显鼓包现象。当试样表面平滑时,气孔率随着束流增加或者扫描速度减小而降低,当试样表面出现严重鼓包后,气孔率显著增加;随着能量密度增加（束流增加、扫描速度降低或者扫描间距减小）,Al损失呈逐渐增加的趋势。当能量密度较低或者表面产生严重鼓包时,试样内部冶金缺陷主要为层间未完全熔化的预合金粉末及其周围存在的B2相偏析;当能量密度较高时,试样内部冶金缺陷为少量的微小气孔（直径<10μm）。研究了电子束束流对SEBM成形TiAl合金水平截面显微组织、相组成、晶界角取向差、再结晶和力学性能的影响规律。结果表明,随着束流由4.5 mA增加至8.5 mA,显微组织由细小的双态组织转变为粗化的γ/B2片层结构,平均晶粒尺寸逐渐增加,B2相含量逐渐增加,（89±3°）晶界角体积分数逐渐增加,（1-5°）晶界角体积分数逐渐减少,再结晶程度逐渐增加。随着束流逐渐增加,压缩性能逐渐降低。研究了扫描速度对SEBM成形TiAl合金水平截面显微组织、相组成、晶体学织构和拉伸性能的影响规律。结果表明,扫描速度由1500 mm/s增加至2400 mm/s,显微组织由粗化的γ板条和其间沿α2片层不连续分布的B2相结构转变为平均晶粒尺寸为细小的双态组织,平均晶粒尺寸逐渐减小,α2相和B2相体积分数逐渐减少,γ相含量逐渐增加,α2（0001）和γ（111）晶体学织构逐渐弱化。随着扫描速度增加,拉伸性能呈先增加后降低的趋势,当扫描速度为2100 mm/s时,拉伸性能最为优异,抗拉强度为684 MPa,断裂应变为0.7%。研究了扫描间距对SEBM成形TiAl合金水平截面显微组织、织构和力学性能的影响规律。发现扫描间距由85μm增加至115μm,水平截面显微组织由均匀粗化的γ/B2片层组织转变为不均匀的双态组织。随着扫描间距增加,大角晶界（≥15°）的体积分数逐渐减少,小角晶界（2-15°）的体积分数逐渐增加,织构强度逐渐降低。当扫描间距为100μm时,试样具有最优异的室温和高温拉伸性能,室温和700℃下抗拉强度分别为663 MPa和724 MPa,在700℃拉伸时,抗拉强度出现明显的增强现象。研究了沿建造方向上能量密度对晶粒形貌、Schmid因子、拉伸性能及其各向异性的影响,探讨了拉伸性能各向异性及片层择优取向形成机理。结果表明,随着能量密度由14.28 J/mm3增加到35 J/mm3,垂直截面组织由细小的等轴晶转变为沿建造方向上外延生长的柱状晶,外延生长现象逐渐增强。随着能量密度增加,片层取向与建造方向夹角呈0±5°和45±5°的体积分数逐渐增加。当能量密度达到35J/mm3时,片层取向与建造方向夹角呈45±5°含量高达56%,片层出现择优取向。随着能量密度增加,垂直截面平均Schmid因子值从0.39增加到0.45,SEBM成形TiAl合金试样沿水平和建造方向拉伸性能各向异性逐渐增加。不同能量输入下,SEBM成形TiAl合金的初始凝固组织均为（α2/γ）近片层组织;在原位热循环作用下,初始（α2/γ）片层组织均发生分解,能量输入越高,α2片层分解速率越快,高能量输入下,α2片层彻底分解,转变为相界面不规则的γ/B2片层结构;低能量输入下,部分α2片层分解,转变为细小的双态组织;中能量输入下,部分α2片层分解,显微组织转变为γ板条及其间沿α2片层不连续分布的B2相结构。不同能量输入下,SEBM成形TiAl合金过程中均存在α2→γ,α2→B2和α2+γ→B2三种相变。此外,采用低能量成形时,还发现了α2→γ转变之间的过渡相Ti2Al亚稳相的存在。