表面工程技术是再制造工程中最重要的关键技术之一，各种表面涂层因其良好的耐磨、耐蚀等性能也已应用在了生活的方方面面。然而由于涂层与基体之间各种性能参量的差异，以及制备工艺本身的特点等，造成了涂层和基体中残余应力的大量存在。这些存在于涂层中的残余应力会显著影响到涂层的结合强度、抗疲劳、耐蚀等性能，也是引起涂层表面裂纹、剥落的重要因素，因此对涂层的残余应力进行检测，对掌握残余应力的起因以及残余应力对涂层性能的影响都有很重要的意义。本文通过使用微弧等离子熔覆技术以及复合电刷镀技术分别在45#钢表面制备了Fe314和n-A1₂O₃/Ni两种面向再制造的涂层，并对涂层进行了不同温度下的退火处理;分别使用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、X射线应力测定仪和纳米压痕仪检测了两类涂层的表面形貌、相结构、表面应力以及纳米力学性能;重点使用纳米压痕仪对两类涂层的残余应力进行了压痕式测量，并详细研究了其测量机理和测量过程中特征参量的确定及影响因素;另外，使用有限兀分析的方法模拟了纳米压痕的过程，确定了材料的塑性性能并分析了压痕过程中的应力变化情况。结果表明微弧等离子熔覆Fe314涂层与复合电刷镀n-A1₂O₃/Ni涂层均属于凸起材料，特征参量（硬度及弹性模量）的确定不再适用经典的O&P方法。采用G&S方法计算特征参量后发现，参量值受到压痕过程中的凸起程度以及涂层内部残余应力的综合作用。使用纳米压痕仪结合S.Suresh模型与Yun-Hee Lee模型测量了未处理熔覆层、500℃退火后熔覆层以及复合电刷镀层在不同深度处的残余应力，并与X射线衍射法的测量结果进行了比较，结果表明压痕法与衍射法测得的残余应力具有相似的分布规律，而压痕法的结果则更为精确。使用有限兀分析模拟压痕过程，得到了固定深度下，两类涂层的真实的应力应变关系以及Mises等效应力的分布情况。本文分析结果表明，使用纳米压痕的方法进行残余应力的精确测量具有很高的可行性及广阔的发展前景。