金属增材制造(Additative Manufacturing,AM)作为一种先进的高性能构件加工技术,具有高柔性、低能耗、复杂构件加工适应性强等显著技术优势,已成为增强高铁核心竞争力的前沿技术之一。铝合金具有密度小、塑性好、比强高、耐腐蚀性能好等优点,是高速列车轻量化结构设计的首选材料。然而,增材铝合金在成形过程中极易产生未熔合、气孔、裂纹等缺陷,严重降低其疲劳性能,是影响其发展和应用的重要原因之一。为解决长期制约增材制造铝合金技术发展和应用的内部缺陷评价问题,本文以选区激光熔化(Selective Laser Melting,SLM)成形Al Si10Mg合金作为研究对象,综合利用X射线三维成像(X-ray Computed Tomography,X-CT)、扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)、单轴拉伸、高周疲劳、疲劳裂纹扩展速率及门槛值测试等多种试验手段多角度地开展SLM成形Al Si10Mg合金不同取向,即垂直于堆积方向(X向)和平行于堆积方向(Z向)的微观组织、缺陷特征、拉伸性能、疲劳性能等方面研究。探索出一种基于缺陷三维表征数据和材料单轴拉伸性能的疲劳性能评估方法:首先由材料抗拉强度预测“无缺陷”材料的疲劳极限,利用基于拉伸性能的i LAPS模型预测疲劳裂纹扩展特性,从而获得寿命Kitagawa-Takahashi(K-T)图;然后采用X-CT技术并结合极大值概率统计方法获取材料内部缺陷特征尺寸分布;最后结合缺陷特征尺寸和寿命K-T图对不同取向试样的疲劳性能进行预测,并通过疲劳裂纹扩展和高周疲劳实验结果对预测方法的精度和可靠性进行验证。研究结果表明,SLM成形Al Si10Mg合金具有典型的各向异性显微组织,不同取向试样的静强度相当,但塑性具有显著差异,X向比Z向试样的延伸率约大一倍。在疲劳性能方面,X向试样相比Z向具有更高的疲劳强度,但同时分散性也更大。试样内部缺陷尺寸和形貌显著的各向异性是导致其疲劳性能具有各向异性的主要原因,本文所提出的基于缺陷三维成像和材料拉伸性能的疲劳性能评估方法合理可行,是一种保守且经济的的疲劳性能评估方法,可为金属增材制造技术的工艺优化及工程应用提供有效的评价手段。