在现代工业生产制造中,很多机械零件需要在一定化学介质、重载、高速、变化的载荷作用下连续工作,疲劳、磨损和腐蚀是其主要的失效形式,这对材料表面质量提出了更高的要求。本论文创新非晶合金成分设计和优化激光熔覆工艺参数设置,以全金属组元非晶合金为前驱体,在45钢表面运用激光熔覆技术制备具有综合性能优异的非晶复合涂层,具有一定的学术研究和工业应用前景。本论文采用“近形成焓+有效原子尺寸差”的创新成分设计理念设计出Fe Nb Ti（Ta）和Fe Cr Mo（Y）两组全金属组元合金体系,通过高能球磨机械合金化方式制备非晶合金粉末,对球磨后的粉末进行XRD检测分析其物相,对形成非晶的合金粉末进行DSC检测分析其热稳定性及晶化动力学行为。最后对形成完全非晶的合金粉末在45钢表面进行正交熔覆实验,熔覆时采用自研的磁性布粉器进行布粉,对熔覆层的微观组织、硬度、耐磨性和耐腐蚀性能进行检测分析。探讨“成分-工艺-组织-性能”之间的相互关系,实现对熔覆层组织和性能的优化调控。研究结果表明:Fe Nb Ti（Ta）合金系通过机械合金化能成功制备完全非晶态合金,随着Ta元素含量的增加,合金系的非晶形成能力增强。而Fe Cr Mo（Y）合金系无法通过机械合金化制备出完全非晶态合金粉末,这可能是由于两个合金系具有不同的混合焓和原子尺寸差造成的,大的负混合焓和原子尺寸差有利于非晶相的形成。表明“近形成焓+有效原子尺寸差”成分设计理念不具备普适性,在进行成分设计时需对合金系的混合焓和原子尺寸差进行进行界定。Fe Nb Ti（Ta）合金系球磨非晶化过程为:合金元素粉末先通过扩散形成过饱和固溶体,随后固溶失稳形成非晶相。Fe₆₀Nb₁₅Ti₁₅Ta₁₀非晶合金粉末具有较宽的过冷液相区（最大达67 K）,较大的晶化激活能（186 KJ/mol）。拟合出的“S”型晶化体积分数随温度变化曲线能清晰的看出非晶合金粉末在每个温度段的晶化程度,计算出Avrami指数n=2.33、晶核长大维数d=2、晶核生长机制参数m=3,表明非晶合金粉末晶化模式是以形核率减小、晶核受体积扩散控制的二维平面增长。自研的磁性布粉装置布粉均匀,运行稳定。激光熔覆实验表明:激光功率、扫描速度对熔覆层质量有显著影响且呈现出一定的规律,离焦量影响不显著。激光熔覆最佳工艺参数:激光功率为1200 W、扫描速度为5 mm/s、离焦量为10 mm。熔覆层均无明显缺陷且与基体结合性良好并出现明显的分层,不同的激光熔覆工艺参数会显著影响熔覆层的显微组织,很难制备出完全非晶态熔覆层。大部分熔覆层组织主要由非晶相和部分梅花状胞状晶、细小等轴晶组成。所有熔覆层的硬度、耐磨性和耐腐蚀性相对基体都得到极大的提升,其中最佳试样熔覆层平均硬度达742.48 HV（基体227.14 HV）、平均摩擦系数为0.0599（基体0.3089）、自腐蚀电流为0.0097 A（基体0.0611 A）、自腐蚀电位为-1.03 V（基体-1.08 V）。