轧辊作为轧钢设备中的主要部件,在工作过程中不仅要承受巨大的挤压应力与剪切应力,同时还承受着巨大的热应力。在这种工作环境中,轧辊极易发生磨损、剥落以及断裂等失效形式。轧辊的失效不仅会增加生产成本,还会影响钢材的生产效率和最终产品精度。为了降低钢铁企业的生产成本,利用激光熔覆技术对轧辊失效表面进行修复具有广阔的应用前景。在激光熔覆过程中常常会因为熔覆层与基体材料之间的热膨胀系数差异而产生内应力,导致熔覆层中有裂纹形成。因瓦合金的低膨胀性能可以有效的降低熔覆层内部的裂纹倾向。本文通过激光熔覆技术在42CrMo钢基材表面制备低裂纹因瓦合金熔覆层,研究了不同工艺参数下Fe-36Ni因瓦合金熔覆层组织和性能;进一步进行了添加Cr和WC强化因瓦合金熔覆层的研究,利用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）和X射线衍射仪（XRD）对熔覆层的显微组织和物相组成进行分析,并分析了熔覆层的显微硬度、摩擦磨损和耐腐蚀性能。主要研究内容和结论如下:1、首先研究了激光熔覆Fe-36Ni因瓦合金熔覆层组织性能,分析了激光功率和扫描速度对因瓦合金熔覆层组织性能的影响,通过对因瓦合金熔覆层宏观形貌、裂纹敏感性、显微组织和机械性能的分析结果来进行参数优化。结果表明,最佳工艺参数为激光功率1400W、扫描速度4mm/s、光斑直径4mm。熔覆层的裂纹敏感性较低,其显微组织自底部向上,由平面枝晶转变为胞状晶,由柱状枝晶转变为等轴晶。熔覆层的物相主要由fcc结构的Fe0.64Ni0.36相和γ-[Fe、Ni]奥氏体相组成。与42CrMo钢基体相比,因瓦合金熔覆层的机械性能较差。2、然后进行了Cr元素强化激光熔覆因瓦合金熔覆层组织性能研究,分析了Cr元素对因瓦合金熔覆层宏观形貌、显微组织、物相、显微硬度、耐磨性和耐蚀性的影响。结果表明,随着Cr元素的加入,因瓦合金熔覆层的稀释率和润湿角发生了变化,当Cr元素含量为6%时,此时熔覆层的润湿性最好。随着Cr含量的增加,熔覆层的晶粒尺寸先减小后增大,Cr含量为6%时的晶粒组织最细小。结合XRD和EDS分析结果显示,Cr元素的加入促进了熔覆层内铁素体的生成,对熔覆层的因瓦效应造成了影响。熔覆层的显微硬度随着Cr含量的增加而提高,耐磨耐腐蚀性能也随着Cr含量的增加得到了提升。3、最后进行了WC强化激光熔覆Fe-Ni-Cr合金熔覆层组织性能研究,探索了球形WC含量对WC/Fe-Ni-Cr复合熔覆层宏观形貌、显微组织和性能的影响。结果表明,球形WC的添加会抑制fcc结构的γ-[Fe、Ni]、Fe0.64Ni0.36相生成,促进熔覆层中Fe-W-C类化合物增多。随着球形WC含量的增多,熔覆层的晶粒组织越来越细,球形WC含量为20%时,熔覆层中部的晶粒最细。熔覆层的显微硬度随着球形WC含量的增加得到了明显的提升,WC含量为20%时的熔覆层显微硬度为508HV0.2,约为42CrMo钢基体材料的2.1倍。熔覆层的摩擦系数和磨损量随着球形WC含量的增加而降低,耐磨性能提高。熔覆层的耐蚀性随着WC含量的增加呈现先提升后降低的趋势,球形WC含量为10%时耐蚀性相对较好。本文不仅成功制备了低裂纹Fe-36Ni因瓦合金熔覆层,还对其进行了强化研究。本研究是为了解决激光熔覆过程中由于热应力而产生的裂纹问题,对激光熔覆因瓦合金熔覆层及强化研究提供参考和借鉴。