在农业机械工作过程中,触土部件的磨粒磨损是主要失效形式。涂覆高硬度涂层被认为是提高农机触土部件耐磨性主要手段。但磨损机制表明韧性也会影响磨粒磨损行为,对耐磨涂层韧性研究仍相对不足。本文采用等离子堆焊以及等离子喷涂制备含有不同质量分数（15%、25%、35%）WC的Ni60A耐磨涂层,通过结构与性能表征,获得不同涂层组织、力学性能以及耐磨性能差异,结合三点弯曲试验与有限元仿真,探究WC含量、制备工艺以及涂层厚度对WC-Ni60A耐磨涂层断裂行为的影响,揭示不同WC-Ni60A涂层断裂过程,期望为农机耐磨涂层的韧性设计以及服役性能评价提供科学基础。研究主要结论如下:（1）WC-Ni60A堆焊层表面由大量γ-（Fe,Ni）组成,其间分布树枝晶沉积物Cr7C3,随着WC含量增加,堆焊层表面逐渐出现WC颗粒以及W晶体。喷涂层表面可见少量凹坑及孔洞,遍布花纹状及条状Cr7C3,W2C区域,相比堆焊层,喷涂层内部存在更多未熔融WC颗粒。由于WC以及Cr7C3的弥散强化作用,涂层硬度随WC比例的升高而增加,35%WC镍基涂层硬度最高,但由于35%WC镍基涂层表面未熔WC颗粒最多,存在硬度分布不均的问题。同等比例WC堆焊层硬度略大于喷涂层。耐磨性则体现出随时间而转变的趋势,磨损前期,35%堆焊层凭借高硬度表现较好耐磨性,磨损中后期,35%堆焊层磨损量增加,而15%,25%堆焊层磨损量呈下降趋势,磨损中后期随着WC颗粒的脱落,WC颗粒在切向力作用下形成WC碎片并对涂层表面形成切削及犁削作用,造成涂层表面损伤。而镍基成分高的涂层在摩擦热作用下则会出现“软化效应”避免剧烈磨损。（2）三种成分中,25%WC镍基涂层表现出较强抵抗裂纹形核、扩展的能力。厚度为0.35 mm的25%堆焊层平面应变断裂韧性为31.23 MPa√8),当厚度变为1mm时断裂韧性增至69.697 MPa√8),随着厚度增加,堆焊层抵抗裂纹扩展能力增强。堆焊层断裂前可获得足够的能量刺入基体内部,裂纹表现为纵深裂纹贯穿至基体深处。而喷涂层裂纹则在剪向力作用下扩展至结合薄弱的界面处形成界面裂纹,随着试样弯曲挠度增加,垂直裂纹与界面裂纹联接形成涂层的剥落。15%WC+Ni60A堆焊层断口呈现典型扇形解离花纹;25%WC+Ni60A堆焊层断口表现为微孔断裂现象与小河流解理现象相结合的准解离断裂;35%WC+Ni60A堆焊层断口截面裂纹则沿孔洞夹杂物扩展并在缺陷周围形成环形河流状花纹。（3）运用XFEM、CZM断裂模型对综合性能最优的25%堆焊层及喷涂层不同断裂现象分别进行模拟,得到应力云图并对其断裂过程进行可视化分析。模型建立过程中扩展有限元模型要求对预制裂纹处进行富集定义以赋予起裂处损伤特性,内聚力模型则通过对预制扩展路径赋予cohesive单元以得到相互作用的损伤性质。结果显示,堆焊层裂纹沿纵向垂直扩展,载荷为3000 N时系统内部出现局域化现象即起裂,4700 N时,裂纹表现出纵深扩展趋势。喷涂层在加载力为500 N时涂层内部即出现应力集中现象,载荷达到4940 N时裂纹开始出现扩展趋势,最终得到25%堆焊层虚拟KⅠC为72.6 MPa√8),25%喷涂层虚拟KⅠC为5.8 MPa√8),模拟准确性高。综合分析可得,三种成分,两种制备工艺中25%WC+Ni60A堆焊层从组织结构及力学性能多方面考虑具有最优性能,可用于农机触土部件耐磨涂层的制备。