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本文结合光学金相、X射线衍射、扫描电子显微镜与电子背散射衍射、硬度、力学拉伸与疲劳等多种实验手段,系统的研究了激光熔化沉积制备Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si(TC11)合金的组织、力学拉伸性能和疲劳性能。深入分析了激光沉积的热处理过程对其组织的影响；讨论了组织对其拉伸力学性能和疲劳性能的影响。激光熔化沉积制备Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si合金的存在大量的柱状晶粒,且柱状晶的取向近似平行于激光的沉积方向；通过XRD测定的宏观织构以及EBSD给出的微观的晶粒取向证实了合金存在明显的(1012)α的晶面织构。激光沉积过程中的循环热处理使得合金的组织呈现出连续性的变化,按照其组织形貌的特征可以分为四个区域：沉积层界处的马氏体α□、在沉积层界下的透镜片状的α相和马氏体α□、再结晶退火得到的厚的片层α相和细小等轴α相、位于再结晶退火组织下方的退火的马氏体α□相,其晶粒宽度的平均尺度为0.9μm。激光熔化沉积制备Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si合金的维氏硬度平均值为364HV。在激光的沉积层界处的硬度没有随着组织形貌的变化而变化。轴向平行于沉积方向的拉伸试样的抗拉强度为925MPa,延伸率为18.8%。轴向垂直于沉积方向的拉伸试样的抗拉强度为1025MPa,延伸率为8.2%；轴向平行于沉积方向的拉伸试样屈服强度和抗拉强度都要比垂直于沉积方向的试样小,但前者的塑性更好。激光成形过程中快速的冷却形成的初生β相柱状晶和存在的织构导致了其拉伸性能的各向异性。激光熔化沉积制备的Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si合金的疲劳极限为365MPa,其疲劳强度要低于传统锻造钛合金。在激光制备合金的过程中引入了部分的气孔和杂质等缺陷是导致合金的疲劳强度下降的主要原因。合金的疲劳源都是在表面或者前表面的气孔或杂质等缺陷处,且缺陷处的尺寸大小和缺陷距离试样表面的距离为影响疲劳强度的两个主要因素,即尺寸越大,疲劳强度越低；缺陷距离表面越近,疲劳强度越低。穿晶是疲劳裂纹的扩展的主要方式。