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钛合金的高比强度和优异的耐腐蚀性能使它成为制造汽轮机低压末级叶片的理想材料。水蚀是造成汽轮机叶片失效的主要原因之一。在钛合金叶片表面制备耐水蚀保护涂层是解决水蚀问题的有效方法。本文针对激光合金化工艺中存在的不足,通过添加合金元素以及优化工艺参数的方法,在钛合金基体表面成功制备出性能优良的TiN/Al硬质复合涂层,有效解决了激光渗氮过程中的裂纹问题。然后又通过SEM形貌观察、XRD物相分析等技术手段研究了不同工艺参数下该复合涂层的微观形貌变化,最后主要研究了复合涂层显微硬度以及耐磨性,。主要工作和结论如下：(1)通过实验中采用同步送粉激光合金化技术,成功制备出两相均匀分布,无孔洞和裂纹的TiN/Al硬质复合涂层,证明了添加合金元素对激光合金化过程中避免裂纹形成的有效性。(2)该复合涂层主要由枝晶状的氮化物组织和非枝晶状的氮铝金属间化合物组成,激光功率及激光扫描速度的变化对复合涂层中氮化物枝晶组织的生成有显著影响,而氮气流量对复合涂层的组织结构则影响不大,在优化的工艺参数条件下,这两种物相均匀分布于整个涂层区域。(3)对激光合金化复合涂层进行了硬度测试和磨损试验,考察了激光工艺参数对硬度和耐磨性能的影响,试验结果表明：随着激光功率的增加、激光扫描速度的降低、氮气流量的增加,激光合金化复合涂层的硬度增加,涂层的磨损质量失重降低。TiN/Al复合涂层的最大硬度为基体材料硬度的4倍。TiN/Al复合涂层的耐磨损性能分别为基体材料的6-8倍。研究了Ti6Al4V基体材料和激光合金化复合涂层的磨损机制,基体材料磨损为磨粒磨损和粘着磨损。激光合金化复合涂层的磨损主要是磨粒磨损,表现为显微切削和TiN硬质相的剥落。