为了提高球墨铸铁的耐磨损性能，采用原位生成和直接添加TiC的方法激光熔覆制备TiC-Ni25金属复合涂层，研究不同Ti添加量对TiC-Ni25复合涂层微观组织、显微硬度以及25，200，400 ℃温度下的摩擦磨损性能的影响。结果表明：具有较强导热性和促石墨化的Ti元素减少了复合涂层与基体结合区莱氏体的生成；Ti作为强碳化物形成元素也促进了TiC的原位生成，TiC在涂层中起到细晶强化、晶间强化和弥散强化的综合作用，提高了涂层的耐磨性能，同时起到控制复合涂层气孔、裂纹缺陷的作用。添加Ti后原位生成TiC，TiC对涂层硬度的增强作用与富集Ti对涂层的增韧作用呈现互斥效应。5%Ti-10%TiC-Ni复合涂层的显微硬度较2%Ti-10%TiC-Ni和8%Ti-10%TiC-Ni复合涂层更高，而且该涂层在各环境温度下所表现出的摩擦磨损性能也更好，主要是因为形成了致密氧化膜，强化了对磨损区域的保护。200 ℃时各复合涂层的摩擦因数、磨损体积和磨损率均增大，这是由于粗糙氧化膜的形成降低了耐磨性能。复合涂层在25 ℃温度下的主要磨损机制为磨粒磨损和轻微黏着磨损，在200 ℃和400 ℃时主要是氧化磨损、疲劳磨损和黏着磨损。

研究所设计Fe基和Co基合金激光熔覆层的组织结构及海水环境下摩擦磨损行为，用于解决地铁ER9车轮钢表面防护与修复问题。采用激光熔覆技术在ER9车轮钢表面制备Fe基合金涂层和Co基合金涂层，利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对比分析了两种熔覆层的微观组织结构、物相及化学元素组成，利用往复摩擦试验机考察了其在海水环境下的摩擦学性能。结果表明：在海水环境下的滑动摩擦中，车轮钢基体表面覆盖了大面积腐蚀产物且呈现出大量平行于滑动方向的沟槽。而在两种熔覆涂层中，铁基合金涂层主要由α-Fe、(Fe,Ni)和Cr7C3等固溶体组成，平均硬度(约638.8 HV)相当于基体(284.8~293.2 HV)的2.21倍，摩擦因数约为0.270，磨损率为9.64×10-5 mm3/(N·m)，磨损机制以轻微磨粒磨损为主，同时伴有腐蚀磨损。钴基合金涂层的结晶相主要是FeNi3相、γ-Co相和Cr23C6相，平均硬度(约467.9 HV)是基体约1.62倍，摩擦因数约为0.225，磨损率为3.06×10-5 mm3/(N·m)，磨损机制主要为轻微氧化磨损。

利用Al-Si-Ni-WC合金粉末，通过激光熔覆技术在ZL108铝合金刹车盘表面上制备出具有优异抗磨损性能的涂层。对涂层微观组织性能、硬度值、磨损体积、抗腐蚀性进行了分析。研究结果表明：利用Al-18%Si-30%Ni-5%WC复合涂层获得了平整且厚度均匀的熔覆面。涂层中的物相主要有AlNi、AlNi₃、WC、SiC等硬质合金相，且原位生成的硬质合金相均匀分布在熔覆层内。基体和涂层结合紧密，熔覆涂层内部的晶粒发生细化。熔覆涂层表面的平均硬度值为272 HV，是ZL108基材表面平均硬度值的3.1倍。相比于基体，涂层具有更加优异的耐磨性能，并且在高温环境下，涂层的磨损量较小。涂层磨损机理为磨粒磨损和黏着磨损以及少量的氧化磨损，铝合金刹车盘的耐磨性得到显著增加。

为提升NiCu合金的硬度，改善其耐磨性，采用圆环摆动激光定向能沉积了NiCu和掺有30%（质量分数）WC的NiCu（NiCu/30%WC）复合材料。研究了圆环摆动激光和WC颗粒对NiCu合金的物相成分、微观组织、显微硬度和摩擦磨损性能的影响规律和强化机制。圆环摆动激光的搅拌作用增强了熔池对流，使WC颗粒在沉积层中均匀分布，减少了柱状枝晶的生成；同时WC颗粒及其分解后形成的碳化物阻碍晶粒生长，促进了沉积层晶粒的细化。NiCu/30%WC复合材料在细晶强化和弥散强化的共同作用下，硬度比NiCu合金提升了19%。摩擦磨损实验结果表明，未熔WC颗粒能够阻碍对磨球对NiCu合金基体的磨损，WC颗粒以及枝晶间的碳化物形成了弥散强化效应，使磨损机制由黏着磨损转变为磨粒磨损，磨损量减少了56%。

采用激光同轴送粉技术制备Stellite6钴基熔覆层, 通过正交试验、单层单道、单层多道和多层多道工艺试验优化激光熔覆工艺参数。利用扫描电子显微镜、光学显微镜、X射线衍射仪表征了熔覆层显微组织结构, 同时分析了微观硬度和耐摩擦磨损性能。结果表明, 以熔覆层稀释率、成形系数和显微硬度为优化目标参数, 可有效筛选激光熔覆Stellite6涂层制备工艺。所制备Stellite6涂层组织均匀, 熔合线附近为平面晶, 涂层中部区域为树枝晶, 顶部区域为等轴晶。熔覆层物相由fcc-Co、(Co,W)3C与Cr23C6等组成, 平均硬度为457 HV。熔覆层耐摩擦磨损性能优于316L不锈钢基体, 其主要磨损机制为磨粒磨损。

超高速激光熔覆技术（EHLA）可以突破涂层生产的效率瓶颈，为制备高质量涂层提供有效途径。采用EHLA和常规激光熔覆（CLA）技术在45钢基体上制备TiC/Inconel 625复合涂层，并对涂层的微观组织、物相组成、耐腐蚀性能以及摩擦磨损性能进行了表征。结果表明，两种涂层的显微组织均表现出相同的生长模式，由胞状或柱状枝晶向等轴枝晶转变。对于EHLA涂层，98.2 m/min的熔覆速度加快了凝固组织的冷却速率，从而细化了枝晶，平均枝晶间距不超过1 μm，并且所形成的细化组织有助于涂层耐蚀性的提升。TiC的加入促进了枝晶间碳化物的形成，并起到了沉淀强化的作用，同时在涂层表面形成了致密的钝化膜。并且EHLA涂层的摩擦系数低于CLA涂层，展现出良好的摩擦磨损性能。

采用激光熔覆技术，在45钢表面制备了钴基熔覆层。通过金相显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线能谱仪（EDS）和摩擦磨损试验机，检测熔覆层的微观结构组织、熔池形貌及熔覆层的耐磨损性能。结果表明，熔覆层质量随着激光功率的增大呈现先提高后降低的变化，达到2 000 W时，熔覆层质量最优，熔池较为稳定，无气孔等缺陷。熔覆层的显微组织从粗大弥散的柱状晶，转变为细小均匀的等轴晶，最终又变为粗大的柱状晶。在磨擦磨损试验中，随着激光功率的增大，熔覆层的磨损机理从块状剥落到颗粒磨损，其中功率为2 000 W时，熔覆层的耐磨性最优，实时摩擦因数最为平稳，磨损率仅为1.3×10-4 mm3/(N·m)。

采用激光熔覆技术在轧制态GH4169合金表面制备GH4169涂层, 重点研究涂层的显微组织、析出相、高温显微硬度和高温摩擦磨损性能。结果表明: 涂层中无气孔和裂纹等缺陷, 且主要由Laves偏析相、γ基体相和少量MC及MN相组成; 涂层的室温平均显微硬度为273.6 HV(0.3 kg试验力), 且随着测试温度的升高, 其显微硬度在不同温度下呈现下降趋势, 测试温度为600 ℃时, 显微硬度下降到197.4 HV(0.3 kg试验力), 约为室温时的72%; 高温摩擦试验结果表明, 随着测试温度的提高, 其磨损率也呈现下降趋势, 当测试温度为600 ℃时, 试样磨损率约为室温时的25%; 摩擦磨损试验结束后, 测试温度不高于500 ℃的涂层, 其常温显微硬度变化不大, 而测试温度为600 ℃的涂层, 由于强化相析出, 常温显微硬度有所提高。

以内燃机用45Cr钢为基底，通过激光熔覆制得加入SiC颗粒的CoCrFeNiMo/SiC高熵合金涂层，对比分析第1亚层CoCrFeNiMo（S1），第2亚层CoCrFeNiMo与10%SiC（S2），第3亚层CoCrFeNiMo与20%SiC（S3）的组织形态、力学特性与耐磨损性能的差异性与影响因素。研究结果表明：S2与S3试样中除FCC物相结构，还检测到了M7C3成分（M表示Cr、Mn、Fe）。S1涂层和基体间呈现圆弧结构的结合状态；S2涂层纵截面部位形成了良好结合状态；S3涂层中形成了厚度更小的第2亚层，涂层稀释率升高。在亚层内加入SiC后，生成了脆硬性M7C3产物，表现出更高的硬度。S1涂层磨损后发生了明显的磨粒磨损；S2涂层表面区域形成了更深的磨痕，发生了大片脱落；S3涂层形成更多大尺寸析出相，表现为磨粒磨损的特点。