采用高功率半导体激光器在45#钢圆棒表面制备了Ni25、Co2和316L多层熔覆层, 用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对熔覆层的微观组织及物相进行表征, 并测试涂层试样的硬度与耐磨性能。结果表明, 熔覆层组织均匀、致密, 晶粒细小, 与基体成冶金结合; 激光多层熔覆时, 熔覆层经多层重叠扫描, 重复融化凝固造成层与层结合区存在一明显白亮带, 层内组织在该处存在明显分层现象; Ni25合金熔覆层主要物相有γ-Ni固溶体、BNi3、B2Fe3Ni3、C-Fe-Si等; Co2熔覆层主要由γ-Co、γ-Ni固溶体等组成; 多层熔覆层硬度和耐磨性相较于基体, 有较大提高, Co2合金熔覆层平均硬度值最高, 达到了584.7 HV0.3, 多层熔覆层经过多次重叠扫描, 重复融化凝固熔覆层硬度更加均匀。