我国的高铁装备关键部件制动盘制造技术受制于国外,需要大力自主研发,相比较传统制造技术,选区激光熔化技术有望能够解决高铁制动盘的传统技术制造存在的工艺复杂、生产周期长、材料利用率低等问题,已经成为国内外的热点课题之一。但目前对于选区激光熔化合金钢过程中熔池快速熔/凝过程的热行为研究尚不清晰,且熔池独特的热行为对成形合金钢零件微观组织和综合力学性能有着重要影响。因此,选区激光熔化24CrNiMoY合金钢温度场与组织性能研究具有重要的科学研究意义与实际应用价值。本文采用模拟与实验相结合的方法,利用COMSOL Multiphysics 5.2a有限元软件对选区激光熔化24CrNiMoY合金钢成形过程中的温度场及相关热行为进行研究。采用FL-DLight02-3000W激光器利用选区熔化沉积方法制备24CrNiMoY合金钢沉积层样品,利用OM、LSCM、XRD、SEM、TEM、显微硬度计、万能材料试验机等对成形组织、晶体结构、相组成、成分、硬度、拉伸性能进行表征分析,并结合模拟数据对实验制备的合金钢样品组织性能的演化机理进行了系统性研究。研究结果如下:沉积过程中熔池的三维尺寸、峰值温度和液相寿命均随激光扫描速度的增加（5、7、9 mm/s）而减小,熔池内的峰值温度变化率和温度梯度分别达到103-104 K/s、106 K/m数量级;熔池内的凝固参数冷却速率G×R、形态因子G/R由熔池底部到顶部分别逐渐增加和减小。随着激光扫描速度增大,熔池内相同位置处G×R、G/R分别增大、减小,对应的晶体结构主要由柱状晶和等轴晶组成,等轴晶的平均晶粒尺寸增加（4.682、5.012、5.462 μm）,柱状晶的平均长宽比减小（11.890、11.411、10.593）。在多层沉积过程中,随着沉积层数增加,每一层的平均冷却速度Vaver分别为3.7、5.0、6.87、10.5、21.25 K/s,逐渐增大。多层沉积层XOZ截面内等轴晶尺寸随层数增加细化,YOZ截面内柱状晶与等轴晶交替生长,存在明显的柱状-等轴转变。基于经典凝固理论,建立了单道不同截面柱状晶与等轴晶生长、单层中弯曲柱状晶生长与多层沉积组织中外延柱状晶体生长形成机理。样品中贝氏体是由于在大的温度梯度和足够的保温（Ms-Bs）时间的相变驱动力作用下形成的。随着扫描速度的增加,组织中的贝氏体铁素体板条束间距dB和多边形铁素体与准多边形铁素体的混合组织的尺寸?B逐渐细化和增大。过饱和固溶体[Fe-M],位错和亚晶胞结构的综合作用增强了24CrNiMoY合金钢的强度。该研究建立的温度场模拟计算方法与组织性能演化机理为激光选区熔化制备制动盘的研究提供了重要参考。