激光熔覆是一种重要的材料表面改性技术，也被称作激光镀覆或激光表面硬化。它是以高能密度的激光为热源在基材表面熔覆一层熔覆材料，使之与基材实现冶金结合，在基材表面形成与基材具有完全不同成分和性能的合金层的表面改性方法。获得的熔覆合金材料自身具有较好的耐侵蚀、耐腐蚀、耐磨损性能以及基材所欠缺的使用性能。原位自生工艺是近年来发展的一种制备复合材料的新技术，它是利用熔融的液态金属与高反应活性的非金属气相或固相，在高温下发生化学反应生成细小弥散的陶瓷增强相，并与基体金属形成紧密的结合。原位自生得到的增强体在熔体内反应生成，具有尺寸小、界面洁净无污染、热稳定性好以及与基体界面相容性好等许多特点。本文通过激光熔覆与燃烧合成技术的结合，以45号钢为基体，成功制备碳化物陶瓷增强铁基表面复合材料。采用添加稀土元素等措施细化晶粒，借助控制有效碳含量等方法提高增强相的体积分数，经过建立数学模型和多次试验得到了能够获得平整熔覆层的试验参数，利用X射线分析等研究手段，揭示碳化物增强相原位自生机理。通过激光熔覆原位自生的方法分别制备了碳化物陶瓷增强相以及复相碳化物增强相的熔覆涂层，并改进了试验参数。结果表明：涂层主要由碳化钨与碳化铬组成。W与C的存在形式有WC、Fe₃W₃C与W₂C，Cr与C的存在形式以Cr₇C₃为主。通过SEM分析，碳化物的形貌有网络状、块状、鱼骨状、包状枝晶等。对激光熔覆原位自生碳化物陶瓷增强相和复相碳化物陶瓷增强相的制备工艺参数进行了优化。通过加入稀土氧化物的方法来研究晶粒的细化行为。得到的熔覆层中存在大量网络结构，网络均匀且致密，经过SEM、XRD、EDS和AFM的分析，表明由碳化物陶瓷增强相组成了网络结构，且网络结构为三维结构。加入稀土氧化物后能很好细化、均匀组织，提高熔覆层的显微硬度。对熔覆层力学性能的分析表明：熔覆层显微硬度值较基体有显著提高，从表面到基体呈平稳过渡的梯度分布；涂层强化机制主要有细晶强化、硬质相弥散强化、过饱和固溶强化及位错堆积强化等；生成的复合材料耐磨性明显提高，涂层中的磨损机制主要为显微磨削和微观撕裂。本研究将为铁基表面复合材料的设计、开发及应用提供指导。