不锈钢阀门是油气储运管道输送系统中的关键零部件,在其服役工况下易受到内部输送介质的冲刷、侵蚀及外部土壤和大气环境的锈蚀、挤压、震动、变形等作用而产生磨损和破坏等情况。为了提高不锈钢阀门材料的服役寿命,本课题采用激光器在不锈钢阀门材料表面进行强化,并探究其温度场分布、组织结构、综合性能的影响规律和强化机理,从而为实际工程中油气管道设施耐久性和可靠性的提高提供设计支撑,主要研究工作和结论如下:（1）利用ANSYS软件进行不锈钢阀门材料三维瞬态温度场仿真模拟,探究不同工艺参数对材料表面强化层的作用规律和影响机制,并采用正交试验设计进行温度场分布的影响和权重分析。结果表明,受能量输入、单位面积作用时间和能量分散程度影响,较高的激光功率、较低的扫描速度及较小的光斑直径会使强化涂层温度场的温度值升高,熔宽与熔深增加,等温线密集程度增强,。强化区域熔深和温度梯度受激光功率影响最大,熔宽和峰值温度受激光扫描速度影响最大。（2）在仿真模拟的基础上,采用LDF 4000-40高功率半导体激光器在不锈钢阀门材料表面制备强化层,进行激光表面增强性能研究,探究其在宏观形貌、微观组织、显微硬度、电化学腐蚀及摩擦磨损方面的强化作用和机理。结果表明,强化区表面沿扫描路径宽度增加,横截面呈弓形。受冷却结晶条件影响强化区表层为等轴晶,中部为柱状晶及等轴晶,底部为平面状结晶。受激光高温作用影响强化区中的C、Fe、Cr等元素发生扩散。受细晶强化等作用影响,强化区硬度提高为基体的1.5倍,腐蚀电流密度增加为基体的1.6倍,电位正移547m V,强化区磨损失重降低为基体的0.37倍,摩擦系数减小为基体的0.83倍。腐蚀反应趋向性降低,腐蚀速度增加,耐磨性增强,磨损机理主要为磨粒磨损。（3）为了进一步提高不锈钢阀门材料的强度和硬度,采用RFL-C1000激光器在不锈钢阀门材料表面制备WC含量分别为0 wt.%、7.5 wt.%、10 wt.%、20 wt.%、40 wt.%、60 wt.%的复合涂层,进行激光表面WC增强型Ni基复合涂层研究,探究WC含量对复合涂层孔隙率、裂纹敏感性、物相结构、元素组成、组织形貌、显微硬度、耐腐蚀性能及各温度下耐磨性能的作用机理和演变规律。结果表明,涂层的主要由平面状晶和树枝晶组成,其内部WC未熔颗粒分布不均匀并存在“团聚”效应。伴随WC含量的变化,孔隙率受气体逃逸速度和熔池冷却速度影响而变化,裂纹数量和分布受热应力、相变应力影响而变化。受固溶强化和弥散强化影响,WC-60涂层的平均显微硬度最高,约为WC-0涂层的1.67倍。受组织细化、电化学均匀性及充当原电池的WC颗粒数量影响,WC-10涂层腐蚀反应驱动力最小,WC-20涂层耐腐蚀性最强。受强化相分布及固溶强化的影响,WC-20涂层耐磨性最大,约为WC-0涂层的1.55倍。WC-0涂层磨损机理为塑性变形,WC-5、WC-7.5、WC-10、WC-20涂层磨损机理为黏着磨损和塑性变形,WC-40、WC-60涂层磨损机理为磨粒磨损。受氧化速率和韧性相影响,WC-5、WC-7.5、WC-10涂层在600℃时摩擦系数最高,磨损量最大。在20℃磨损条件下,涂层产生疲劳磨损和轻微黏着磨损。在300℃磨损条件下,涂层产生黏着磨损和塑性变形。在600℃磨损条件下,涂层产生磨粒磨损和黏着磨损。