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磨损是金属材料失效的最常见原因之一,激光表面熔覆技术通过在金属表面制备具有冶金结合的致密涂层,可显著提高金属材料的耐磨性能,从而受到广泛关注。但较高的原材料成本严重制约了该技术的应用。为解决这一瓶颈,本文选取已实现工业化生产的Fe-Si-Al与Fe-Si-B薄带废料,破碎后用作原材料,利用激光表面熔覆技术成功在45#钢表面制备了结构致密的Fe基合金涂层,研究了激光表面熔覆过程中涂层的微观组织演化规律,获得了涂层显微硬度与耐磨性能的影响机制,对激光表面熔覆制备低成本、高性能耐磨涂层具有重要意义。研究表明,在不同工艺参数下制备的Fe-Si-Al涂层均由(Fe,Si,Al)单相固溶体构成,与45#钢基体呈现良好冶金结合。涂层底部为外延生长形式的柱状晶,随后外延生长中断,逐渐过渡为等轴晶。Fe-Si-Al涂层的硬度与耐磨性能主要受其晶粒尺寸调控。在固定载荷、相同磨损时间下,Fe-Si-Al涂层的摩擦系数比母材低,磨损过程较为平缓,Fe-Si-Al涂层的磨损量为母材磨损量的1/91/10,粘着磨损和磨粒磨损为主要磨损机制。Fe-Si-B熔覆涂层由(Fe,Si)固溶体与Fe2B及(Fe,Si)固溶体共晶组织构成。其中(Fe,Si)固溶体以树枝晶形式存在,枝晶直径约为2?m,长度可达1020?m,Fe2B及(Fe,Si)固溶体共晶组织层片间距约为200 nm。涂层硬度与耐磨性能主要受到Fe2B及(Fe,Si)固溶体共晶组织中Fe2B的含量与分布的影响。磨损试验研究表明,共晶组织中的Fe2B可对涂层起到有效强化作用。Fe-Si-B涂层的磨损量仅为母材的1/111/12,涂层的摩擦系数较小,磨损过程较为平缓,磨粒磨损为主要磨损机制,并带有少许粘着磨损。实验结果表明,激光功率和扫描速度对熔覆层晶粒的形状及尺寸有明显的影响,且不同析出物及晶粒尺寸的差异影响熔覆层的硬度及耐磨性能。通过对实验参数的调整及优化,得到了高耐磨性能的熔覆层,可为工业化生产提供有效指导。