本文利用激光熔覆技术在45钢表面制备FeAl Si/Al复合涂层,研究了稀土Er对复合涂层的作用机制,具有重要的理论意义和应用价值。采用金相显微镜、扫描电镜、XRD、万能试验机、磨损试验机以及显微硬度计对试样的组织和性能进行分析表征,得出如下结论:当变质温度为730℃、变质时间为25min、稀土Er质量分数为0.8wt.%时,稀土Er变质效果最佳,初晶硅尺寸约为50μm,形状趋于多边形,共晶硅呈蠕点状,合金压缩强度为492.6MPa。随着变质温度的增加,初晶硅的尺寸先增大后减小,共晶硅无明显变化,压缩强度先增大后减小。随着变质时间的增加,共晶硅由针状变为蠕点状再变为针状,初晶硅尺寸具有最小值,压缩强度先增大后减小。随着稀土Er含量的增加,初晶硅尺寸逐渐减小,由板条状—多边形—板条状转变,压缩强度先增大再减小。激光功率过低,在熔覆层容易褶皱、起球,且熔池宽度较窄,与基体结合性不好。激光功率过高,则容易出现熔覆材料烧损现象,基体材料熔化过多,稀释率增大。裂纹随激光功率的增加由横向转变为纵向。扫描速度过低,激光作用时间长,晶粒粗大。扫描速度过高,材料熔化少,流动性不佳,表面不光滑。送粉速度过低,基体材料熔化过多,稀释率大。送粉速度过高,熔覆层内部裂纹及孔洞等缺陷增多,与基体结合性不佳。当激光功率为1800W、扫描速度为300mm/min、送粉速度为30g/min时,制备出的复合涂层最为理想。随着稀土含量的增加,熔覆层的显微硬度与磨损性能均表现为先下降后上升再下降。当熔覆材料中添加的Si质量分数为15%,Er为3%时,熔覆层具有致密的组织、最高的显微硬度以及最佳的耐磨性。复合涂层的最高显微硬度为883HV,磨损率为0.04%。复合涂层显微硬度是基体材料的3.3倍,Fe Al/Al复合涂层的1.4倍,磨损率是FeAl/Al复合涂层的1/4,磨损形貌由以粘着磨损为主变为以磨粒磨损为主。从熔覆层与基体结合处到熔覆层表层组织变化为平面晶—柱状晶—等轴晶,在靠近熔覆层区域晶粒细小,尺寸大小在30μm左右,在熔覆层底部有一层光亮的白带,与基体有良好的冶金结合。