使用超高速激光熔覆技术在Ti6Al4V棒材表面制备Al₂O₃-316L涂层。研究了扫描速度和送粉速度对单道熔覆涂层质量的影响，以及316粉末含量对多道熔覆涂层质量和耐腐蚀性能的影响。结果表明，制备涂层的适宜工艺参数为：扫描速度250 mm/s、送粉速度8 g/min。当316L粉末含量(质量分数)为20%时，涂层质量最佳。所有Al₂O₃-316L涂层的耐腐蚀性能都优于基体，且随着316L粉末含量增加，其耐腐蚀性能先上升后下降，当316L粉末含量为20%时，涂层的电化学阻抗为基体的2.27倍。

为了提升Ti-6Al-4V合金表面硬度与耐磨性，采用激光熔覆在Ti-6Al-4V合金表面制备了TiO₂和TiN混合熔覆层，研究了熔覆层的微硬度、耐磨损性能、微观结构及元素分布。结果表明：与基体相比，熔覆层表面硬度和耐磨性显著提升，TiO₂和TiN粉末质量比为1∶9且双层熔覆时，硬度和比磨损率可达1936.1HV_0.1和2.06×10^-14 mm³/(N·m)，分别为基体的5.4倍和3.26倍;熔覆层的主要成分为α-Ti、TiN、TiN_0.6O_0.4，这是TiO₂-TiN混合熔覆层硬度和耐磨性显著提升的原因。研究结果为利用激光熔覆技术提高Ti-6Al-4V合金表面的硬度与耐磨性提供了理论和实验依据。

采用高速激光熔覆技术在201不锈钢表面制备了FeCoCrNiMn高熵合金熔覆层,研究了FeCoCrNiMn高熵合金熔覆层显微组织、相分布、显微硬度及干滑动磨损性能。结果表明,FeCoCrNiMn高熵合金熔覆层由单一的FCC固溶体组成,熔覆层未产生明显裂纹等缺陷,并与基体形成了良好的冶金结合。FeCoCrNiMn高熵合金熔覆层的显微硬度(439±2.1)HV,约为201不锈钢基体显微硬度的2倍。涂层的强化机制主要为细晶强化和固溶强化。高速激光熔覆技术制备的FeCoCrNiMn高熵合金熔覆层具有良好的耐磨性,平均摩擦因数为0.246,比磨损率2.59×10^-6 mm³/(N·m),磨损机理为黏着磨损和磨粒磨损,其耐磨性明显优于201不锈钢基体。采用高速激光熔覆技术制备的FeCoCrNiMn高熵合金熔覆层可显著提升机床部件的表面硬度、耐磨损性能和服役寿命。

为提升车用304不锈钢的表面硬度及耐蚀性，采用激光熔覆技术在304不锈钢表面制备了CoCrNi中熵合金熔覆层，并研究了熔覆层的相组成、元素分布及耐蚀性能。结果表明，CoCrNi中熵合金熔覆层与基体形成了良好的冶金结合，无裂纹、气孔等缺陷; 熔覆层由单一FCC相组成，组织为枝晶、枝晶间结构，各元素在熔覆层中均匀分布，无明显偏析现象，Cr元素的均匀分布对提升涂层耐蚀性具有积极作用; CoCrNi中熵合金熔覆层的极化电阻(101.65 kΩ)高于304基体的极化电阻(90.56 kΩ)，耐蚀性明显高于304基体。

采用不同激光扫描速度在304不锈钢表面制备了316L熔覆层,通过金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜及显微硬度计分别对316L熔覆层宏观形貌、相组成、微观组织及显微硬度进行研究。结果表明,316L熔覆层呈单相奥氏体结构,随着扫描速度升高,激光功率密度降低,热输入减小,冷却速度加快,熔覆层晶粒尺寸减小。熔覆层显微硬度与扫描速度成正相关,其中扫描速度1 400 mm/min制备的316L熔覆层显微硬度最高,为275HV_0.3。熔覆层显微硬度的升高是晶格畸变导致的固溶强化和细晶强化的协同作用引起的。磨损试验结果表明,316L熔覆层平均摩擦系数显著低于304不锈钢基体,扫描速度1 400 mm/min制备的316L熔覆层摩擦系数为0.424,磨损率为2.29 × 10^-6 mm³/(N·m),磨损机理为磨粒磨损。

使用超高速激光熔覆在45钢表面制备了Fe-Cr-B基耐磨涂层。采用正交实验研究了激光功率、扫描速度和送粉速度对单道熔覆层宽高比和裂纹的影响,并研究了搭接率对熔覆层表面质量的影响。结果表明,适宜的工艺参数为: 激光功率2 300 W、扫描速度250 mm/s、送粉速度24 g/min、搭接率70%,此工艺参数下涂层硬度在754HV_0.2到831HV_0.2之间(是基体硬度的2.36~2.60倍),在相同条件下铁基涂层的体积磨损量仅为电镀硬铬镀层的3.64%。

采用激光熔覆技术在304不锈钢表面制备了316L+x%NbC(x=0,5,10,15)熔覆层,研究了NbC含量对熔覆层相组成、微观形貌、显微硬度及磨损行为的影响。结果表明,NbC含量为5%~15%时,熔覆层相组成为NbC、Cr₇C₃和γ-Fe; 添加NbC后,316L基体组织显著细化; 少量Nb元素固溶在γ-Fe相中,形成间隙固溶体。添加NbC,熔覆层显微硬度、耐磨性大幅提升,摩擦因数、磨损率显著下降,其中316L+15%NbC熔覆层显微硬度高达381HV_0.3,平均摩擦因数为0.437(比316L熔覆层降低了41%),磨损率为2.95×10⁶ μm³/(N·m)(约为316L熔覆层的50%)。

选择微纳尺度TiC为增强相、镍粉为基体粉，利用激光熔覆技术制备TiC增强镍基熔覆层，考察了TiC对熔覆层微观结构和耐磨性的影响。结果表明，镍基熔覆层组织以γ-Ni和TiC为主; 高TiC含量时易引起熔覆层顶部TiC偏聚; 随着TiC含量增加，熔覆层的硬度逐渐增大且表层硬度升高更为明显; 三体磨损实验结果表明，复合熔覆层的耐磨性随着TiC含量升高而降低，表明冲击载荷下脆性增强相不利于提升熔覆层的耐磨性。

采用激光熔覆技术在27SiMn钢表面制备了铁基熔覆层，考察了预热对27SiMn钢热影响区显微组织及力学性能的影响。结果表明，激光熔覆27SiMn钢热影响区出现大量马氏体组织; 拉伸断裂断口由河流状解理面、撕裂棱及韧窝组成，表现为准解理断裂; 预热处理有效减少了马氏体含量，且出现珠光体组织。预热温度100 ℃时，淬火层硬度下降25.4%、延伸率提升11.5%、抗拉强度下降14.3%。预热温度升高至300 ℃时，拉伸断裂方式转变为韧性断裂。适当的预热可有效减少27SiMn钢热影响区的马氏体组织，缓解淬冷导致27SiMn钢的韧性下降问题，提升激光熔覆27SiMn钢液压油缸的服役安全性。

通过激光熔覆技术，在316L不锈钢表面制备了高速钢涂层。研究了送粉速度和扫描间距(搭接率)对熔覆层性能的影响。结果表明，在送粉速度0.4 r/min、扫描间距0.9 mm时，熔覆层性能较佳。熔覆层表面平滑，无球化缺陷，与基体之间冶金结合良好; 熔覆层内部组织紧密，无气孔和浮渣等缺陷。熔覆层组织结构从下至上依次为平面晶、柱状晶和等轴晶。熔覆层由α-Fe和碳化物组成，且碳化物分布均匀，无明显偏析。熔覆层平均硬度为基体的3.68倍。熔覆层动摩擦系数分布曲线波动小，明显低于基体动摩擦系数。

选择市售的3种铁基粉末为原料(X₁~X₃),利用激光熔覆技术在45钢表面制备了3种熔覆层,研究了熔覆层微观结构和摩擦磨损性能,并选择电镀硬铬作为对比。结果表明,3种熔覆层组织致密,由α'马氏体、残余奥氏体和δ铁素体组成,其中X₁粉末熔覆层树枝晶更发达,晶粒更细小; X1粉末熔覆层硬度明显高于X₂、X₃粉末熔覆层,但低于电镀硬铬; 此外,3种熔覆层干摩擦系数虽与电镀硬铬接近,但耐磨性均明显优于电镀硬铬,且与其硬度呈正相关关系,磨损机理以磨粒磨损和疲劳磨损为主。

为解决掘进机截齿的磨损失效问题, 在截齿表面激光熔覆高耐磨的镍基(Ni)钴包碳化钨(WC-Co)涂层。以42CrMo钢为基体, Ni60B商用粉末为粘结相, 纳米WC-Co为增强相, 激光熔覆获得WC-Co陶瓷颗粒增强Ni基复合涂层。利用MM200环块磨损试验机, 测试熔覆涂层在干摩擦和水摩擦环境下的耐磨性能。采用显微硬度计测量涂层磨损前后的表面硬度, 电子扫描显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)等观察熔覆涂层磨损前后的显微组织结构和成分变化。结果表明, 激光熔覆涂层可以提高截齿的耐磨性能, 磨损后熔覆层中的细小析出相起到了弥散强化作用, 熔覆层的表面显微硬度提高了10%。相同磨损条件下, 干磨损涂层硬度高于水磨损涂层硬度。