采用激光熔覆的方法,在AZ91D镁合金表面成功地制备了Al+Si+Al2O3和Al+Al2O3+Mg-Y熔覆涂层。对AZ91D激光重熔和熔覆层的组织特征进行研究,并比较了Nd:YAG和CO2两种激光器激光处理后重熔层性能随激光工艺参数的变化规律。同时,较系统地研究了激光熔覆层的界面微结构及磨损和腐蚀行为。研究结果表明,熔覆层中Mg-Y中间合金的加入减少了界面污染,增加了Al和Al2O3的相间润湿性,强化了Al+Al2O3+Mg-Y激光熔覆层合金;少量纳米Al2O3可使熔覆层的均匀性和致密度增加;Nd:YAG激光器激光处理后的组织明显较CO2激光处理的细小。在此基础之上,给出了两种激光处理工艺的技术参数;通过对激光熔覆层微结构组织研究,首次揭示了激光熔覆层和AZ91D基体间‘锯齿状’晶的形成机理以及熔覆层内部Al2O3颗粒和Al基体的界面行为,并给出了Al2O3和Al界面间的晶体学取向关系;在干滑动摩擦条件下,熔覆层的摩擦系数小于AZ91D合金;耐磨性能随着载荷的增加而降低,随着颗粒体积分数的增加而提高,熔覆层的耐磨性明显高于AZ91D镁合金;分别分析了激光熔覆层和AZ91D合金在高、低载荷和不同滑动速度下的磨损机制,并提出了‘板块错动’的概念。腐蚀试验表明,Al+x%Al2O3激光熔覆层的耐蚀性明显优于AZ91D合金,其中,在室温下腐蚀电流密度比基体降低1个数量级;初步分析了激光熔覆层和AZ91D的腐蚀起源和机制,为镁合金激光熔覆的深入研究和工业应用提供可供参考的思路和方法。