通过预置法实现在921A钢上激光熔覆制备高熵合金Al1.3FeCoNiCuCr涂层, 研究了以Mn为杂质元素时, 不同添加量对高熵合金组织、相结构和性能的影响。结果表明, 单纯Al1.3FeCoNiCuCr微观组织为简单的枝晶组织, 涂层仅由bcc相和fcc相组成, 没有金属间化合物。随着Mn的增加, Al、Ni和Cu的含量相应提高, Fe和Cr的含量则逐渐降低, 总体趋向于更加接近设计的成分；和所有其它元素不同之处是, Al明显偏析于枝晶内。XRD分析发现, bcc相的相对强度随Mn的增加而下降, 当Mn添加量达到w(Mn)＝3%时, bcc相基本消失。此外, Al1.3FeCoNiCuCr涂层显微硬度随着Mn含量的增加小幅降低, 当Mn添加量由0增加到w(Mn)＝4%时, 其平均显微硬度由HV0.2 581逐渐降低到HV0.2 547。

扒掌是路基处理车挖掘链的尖端零件, 用于将路基土层耙松并输送到物料处理单元。其工作过程中承受剧烈的磨损, 长期依赖进口。对进口扒掌的结构、涂层组织及性能进行测试, 完成了失效分析, 优化设计了扒掌结构及制造工艺。采用清华大学颗粒增强金属基耐磨材料, 完成了激光熔覆国产化样件研制。对样件激光熔覆涂层的组织、硬度及摩擦学性能进行了测试。并在专门开发的工况模拟试验机上将国产化样件与进口件进行了强化对比试验。试验结果表明, 采用激光熔覆强化及改进结构的扒掌寿命优于进口部件, 成本大幅降低, 可替代进口件。

研究了铌、铬对激光熔覆制备的铁基颗粒增强复合涂层组织和性能的影响。在FeCSiB系熔覆粉末中复合添加Ti、W、Nb、Cr等碳化物形成元素，通过激光熔覆制备原位合成颗粒增强复合涂层。研究表明，单独及复合添加铌、铬均能获得显微硬度均匀分布且成形良好的熔覆层。通过改变铌和铬的含量和配比可以有效改变颗粒相的分布情况。单独添加铌时，熔覆层显微硬度随着铌含量的增加先减小后增大；单独添加铬时，随着铬含量的增大，熔覆层显微硬度呈下降趋势。抗冲击磨损性能与材料的韧性有关，微米级碳化物颗粒对涂层抗冲击磨损性能的提高并没有促进作用。