随着重载铁路运输的发展及复杂服役环境的影响,轮轨损伤日益严重,严重影响列车运行安全与维修养护成本。激光熔覆技术作为一种新型表面处理技术,可对局部损伤钢轨进行修复与再制造,以达到修复轮轨损伤、降低磨损与损伤,延长轮轨服役寿命等目的。因此,开展钢轨试样激光局部修复涂层微观组织与损伤性能研究具有重要的理论意义和工程价值。本文利用TR-3000多模横流CO2激光器对模拟损伤后的钢轨试样表面进行激光局部修复处理,通过MJP-30A轮轨滚动磨损与接触疲劳试验机对修复后的钢轨试样进行滚动磨损试验,研究了不同熔覆材料对钢轨试样磨损与损伤性能的影响,优选了适合修复钢轨的熔覆粉末与参数。论文研究的主要结论如下:（1）钢轨试样经过激光处理后晶粒明显细化,钢轨试样激光局部熔覆自熔性粉末涂层的熔覆层主要由γ-Co相、Cr7C3、Cr23C6以及（Fe,Ni）等硬质合金相组成,而熔覆不锈钢粉末涂层的熔覆层主要含大量的奥氏体。（2）经激光局部熔覆处理后的钢轨试样,其耐磨性能得到了显著的提升,其抗疲劳也都得到了优化,但相对来说在分界线处是抗滚动接触疲劳性能最差的部分,在熔覆区和热影响区之间的边界处都发现了较深的裂纹。（3）经激光局部熔覆处理后的钢轨试样在前端和后端之间的损伤形式不同。在熔覆区的前端,主要是以大角度裂纹沿着分界线向下扩展。在熔覆区的后端,则会出现熔覆层断裂,导致较为严重的破碎现象;当熔覆层的硬度较高时,则容易形成多层裂纹并沿着分界线向下扩展,最终穿透分界线向材料内部延伸。（4）滚动接触疲劳失效后未处理的钢轨试样表面由多个剥落坑聚集并相互贯通,最终形成了较大的剥落坑;经过激光处理后,434L熔覆钢轨试样表面出现了小而密集的剥落坑,在熔覆区与基体区的交界处出现了较大剥落坑;而stellite 21熔覆钢轨试样表面较为平滑,仅在基体区观察到较大的剥落坑。（5）滚动接触疲劳失效后未处理的轮轨试样均出现了压溃的现象,钢轨试样表面出现了大块剥落,裂纹相互连接贯穿形成网状结构,并不断向材料内部扩展。车轮试样表面出现了小块剥落,裂纹不断分支向材料内部扩展。熔覆区与未熔覆的分界处易形成裂纹,并沿着分界线不断向下扩展延伸。