为研究钼元素对激光熔覆层组织和性能的影响,采用激光熔覆技术在EA4T钢表面制备Fe-Cr熔覆层以及钼质量分数为10%~70%的4种涂层,然后采用X射线衍射仪、光学显微镜和扫描电子显微镜对熔覆层的物相和微观形貌进行分析,采用显微硬度计和WDW3100万能试验机测试熔覆层的力学性能,采用摩擦磨损试验机测试熔覆层的耐磨性。试验结果表明:除了Fe-Cr+70%Mo熔覆层出现裂纹外,其他熔覆层都均匀致密,与基体形成了良好的冶金结合。熔覆层中钼单质的含量随着钼添加量的增加而增加。当熔覆粉末中钼的质量分数为10%和30%时,熔覆层中的钼主要与Fe-Cr形成金属间化合物;当钼的质量分数超过50%时,熔覆层中出现了较多钼单质相。钼的添加降低了熔覆层的硬度以及熔覆层到基体的硬度梯度,熔覆层的韧性和塑性随着钼含量的增加而先降低后升高。与基体相比,Fe-Cr熔覆层、Fe-Cr+10%Mo熔覆层、Fe-Cr+30%Mo熔覆层和Fe-Cr+50%Mo熔覆层的耐磨性均得以提高,且其摩擦因数随着钼含量的增加而降低,其中Fe-Cr+50%Mo熔覆层具有优良的综合力学性能和最佳的减摩耐磨功能。

利用3 kW光纤同轴激光熔覆设备将Fe-Cr-Mo-Si合金粉末熔覆到Q235钢表面，制备出了耐磨的铁基合金熔覆层，通过金相显微镜、维氏硬度计和摩擦磨损试验机等设备研究了Fe-Cr-Mo-Si熔覆层的显微组织、硬度及摩擦磨损行为。结果发现：Fe-Cr-Mo-Si熔覆层的显微组织均匀致密，且无气孔、裂纹等缺陷；熔覆层主要由树枝晶组成，熔覆层/Q235钢结合面处形成了细小的平面晶组织，熔覆层与基体实现了良好的冶金结合；熔覆层的平均硬度为642.2 HV，约为基体硬度的4倍；当载荷为50 N时，熔覆层和基体试样的平均摩擦因数分别是0.621和0.512，熔覆层的磨损量仅为基体的14.6%；摩擦因数随载荷的增加而减小，磨损轮廓尺寸随载荷的增加而增大；熔覆层的磨损机制为磨粒磨损和黏着磨损，而基体的磨损机制以黏着磨损和疲劳剥落磨损为主。试验结果表明，在Q235钢表面激光熔覆Fe-Cr-Mo-Si合金粉末能够显著提高材料的耐磨性能。

基于Reynolds方程和P-C(Patir and Cheng)模型,分别建立了织构表面在流体动压润滑及混合润滑状态下的理论模型。采用有限差分法并结合数值迭代,利用Matlab编程对模型进行计算,获得计算域内的压力分布和织构表面的理论摩擦系数,以此作为织构表面摩擦学性能的判断标准。采用飞秒激光加工工艺,在氧化锆(ZrO₂)增强HA(Hydroxyapatite,羟基磷灰石)生物陶瓷涂层表面,加工出具有不同排布方式的椭圆形织构阵列和不同面覆率的圆形织构阵列。在往复实验平台进行摩擦磨损实验,利用三维轮廓仪表征涂层的磨损深度,并验证了数值模型。

利用同步送粉激光熔覆技术在Ti811合金表面制备了单道激光熔覆层。利用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱分析仪等分析了熔覆层的组织和相组成, 利用显微硬度计测试了熔覆层的显微硬度, 利用摩擦磨损试验机和白光干涉轮廓仪测试了熔覆层的摩擦磨损性能。结果表明：熔覆层为典型的魏氏组织, 在α-Ti围成的晶界中分布着α′-Ti、α″-Ti和β′-Ti, 纳米Ti3Al颗粒弥散分布在熔覆层中; 与基底相比, 熔覆层的显微硬度较, 最高为480 HV; 涂层中弥散分布着大量纳米Ti3Al颗粒, 有效降低了熔覆层的摩擦因数, 提高了熔覆层的摩擦磨损性能。