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超音速等离子技术作为一种重要表的面工程技术,在许多旋转零部件的表面强化和表面修复具有广泛的应用前景。然而,由于涂层材料与基体材料具有不同的性能,使涂层在服役过程中失效机制与均质材料有较大差异,因此,深入探讨探讨经超音速等离子喷涂方法强化的旋转零部件的服役性能和失效机制,对超音速等离子喷涂技术的进一步推广具有重要意义。本文首先采用超音速等离子喷涂技术在45#钢基体上制备了NiCr-Cr3C2涂层,运用均匀设计方法研究了喷涂工艺参数与涂层性能的关系,分别使用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪、显微硬度仪和纳米压痕仪检测了涂层的形貌、微观结构、显微硬度和纳米力学性能;然后基于RM-1滚滑接触疲劳试验平台,从超音速等离子喷涂层竞争寿命演变规律研究出发,结合声发射在线监测设备,系统地研究了涂层的失效机理、寿命演变规律以及服役进程与声发射信号特征参量之间的关系,研究结果表明:（1）均匀设计方法可用于喷涂电流I、喷涂电压U、喷涂距离D和主气（氩气）流量对NiCr-Cr3C2涂层性能的影响研究。对不同距离下喷涂粒子的飞行速度、粒子温度进行了监测,验证了回归分析获得的喷涂工艺参数与涂层性能关系函数,最终获得涂层的最佳喷涂工艺参数。（2）基于RM-1试验机进行了不同滑差率下的寿命演变规律研究发现,涂层的主要失效模式包括表面磨损失效、剥落失效和分层失效。随着滑差率的增加,涂层失效模式演变为表面磨损失效为主。P-N曲线表明,随着滑差率的增加,涂层平均寿命逐渐增大,但是涂层寿命离散度随之增大。（3）涂层接触疲劳服役过程中包含4个阶段,分别是正常接触、裂纹萌生及增值、裂纹失稳扩展及涂层材料去除阶段。随着涂层服役时间的增加,声发射信号幅度逐渐增大,正常接触阶段声发射信号幅度约为0.1V,材料去除阶段信号幅度甚至超过5V。（4）对涂层各个服役过程的声发射信号小波分析认为,不同服役阶段中,信号频率分布范围不同。正常接触阶段声发射信号频率主要集中在94-188KHz范围内,而材料去除阶段的声发射信号频率主要集中在187KHz-374KHz之间。因此可以通过频率的变化来识别涂层的服役进程,进一步预警涂层失效。