随着近年来我国船舶工业的快速发展,船舶零部件的修复与再制造逐步成为一项热门研究课题。曲轴作为船舶轮机的重要零部件之一,在运行过程中容易发生表面的磨损等材料失效问题,对此需要采用适当的材料表面工程技术对受损船舶轮机曲轴进行修复。相较于其他材料表面工程技术,等离子熔覆具有适用范围宽、成本低、可靠性好、制备得到的涂层质量高等诸多优点。因此针对船舶轮机曲轴表面的修复与再制造,等离子熔覆不仅具备一定的理论研究价值,还具有广阔的工程应用发展前景。本论文以Ni60A粉末作为涂层金属基,设计[Ti+C]和[Ti+Cr₃C₂]两组粉末体系原位合成TiC陶瓷相,在船舶轮机曲轴常用材料42CrMoA钢表面等离子熔覆制备TiC/Ni复合涂层。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和能谱仪研究TiC/Ni复合涂层的物相组成、显微形貌和化学元素的分布情况;利用显微硬度计、纳米压痕仪和摩擦磨损试验机分析测试TiC/Ni复合涂层的机械性能;利用电化学工作站和浸泡腐蚀试验研究TiC/Ni复合涂层在人工模拟海水中的耐腐蚀性能。研究结果表明,采用[Ti+C]和[Ti+Cr₃C₂]两组混合粉末体系均能够在42CrMoA钢表面等离子熔覆制备出无裂纹、气孔和夹渣等宏观缺陷且与基体间具有良好冶金结合的TiC/Ni复合涂层。TiC/Ni复合涂层的物相组成主要为（Fe,Ni）、TiC、Cr₇C₃和Cr₂₃C₆。由[Ti+C]和[Ti+Cr₃C₂]两组混合粉末体系制备得到的TiC/Ni复合涂层在显微形貌上存在微小差异:[Ti+C]组由涂层结合带至涂层中部区域晶粒组织形态依次为平面柱状晶和细树枝状柱状晶,TiC陶瓷相以细小颗粒状弥散分布于（Fe,Ni）构成的金属基体中;[Ti+Cr₃C₂]组由涂层结合带至涂层中部区域晶粒组织形态为细树枝状柱状晶,TiC陶瓷相主要为等轴或近似等轴晶状组织构成的复合结构。当TiC在TiC/Ni复合涂层中的质量分数增加至12wt.%时,部分TiC在（Fe,Ni）的晶界处发生团聚。TiC/Ni复合涂层受到固溶强化、细晶强化和弥散强化等多种材料强化机制的共同作用,其力学性能和耐摩擦磨损性能较等离子熔覆Ni基涂层有显著提高。由[Ti+Cr₃C₂]组等离子熔覆制备的8wt.%TiC/Ni复合涂层表现出最佳的综合力学性能,其显微硬度平均值为632HV,弹性模量为212GPa,断裂韧性K_IC为72.8MPa√m。TiC/Ni复合涂层的耐摩擦磨损性能随TiC质量分数的增加而提高。其中,12wt.%TiC/Ni复合涂层C3的质量磨损率最小,为0.031kg/m³,相较于等离子熔覆Ni基涂层的质量磨损率降低约61%,相较于42CrMoA钢基体的质量磨损率降低约68%。TiC/Ni复合涂层磨痕中的犁沟划痕深度浅并且显微剥落现象较少,说明TiC/Ni复合涂层具有较强的抵抗犁沟变形和黏着磨损的能力。电化学测试结果表明,TiC/Ni复合涂层的自腐蚀电位略负于等离子熔覆Ni基涂层,其自腐蚀电流密度与TiC陶瓷相的质量分数存在正相关关系。人工模拟海水浸泡腐蚀试验结果表明,TiC/Ni复合涂层存在初期较快的腐蚀速率和后期腐蚀速率相对稳定的两个阶段,腐蚀速率随着TiC陶瓷相质量分数的增加而增大。TiC/Ni复合涂层腐蚀产物的物相主要为Ni（OH）₂、Cr₂O₃和Fe₂O₃,其腐蚀形貌特征是以点蚀为主,点蚀坑较易在TiC/Ni复合涂层的富TiC陶瓷相区域附近形成。