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非晶态合金因其原子在三维空间排列长程无序,仅保持短程有序,这种独特结构决定了它具有许多晶态金属所不具备的优异性能,如高硬度、高强度及优异的耐磨、耐腐蚀性能。本文采用激光加工技术在碳钢表面制备出了Zr55Al10Ni5Cu30非晶复合涂层,以期在拓展非晶态材料应用领域的同时提高碳钢表面的力学性能和耐腐蚀性能。首先,根据块体非晶的玻璃形成能力及在激光加工条件下涂层与基体金属的润湿性行为确定了激光熔覆的工艺参数。随后利用激光多层熔覆与激光快速重熔技术成功制备了Zr基非晶复合涂层,借助光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、差示扫描量热仪及电化学工作站,对复合涂层的物相、微观组织结构、显微硬度、热稳定性及耐腐蚀性能进行了较为系统的研究,并且利用井式坩埚电阻炉对涂层试样进行了不同晶化温度的热处理,对比研究了晶化热处理工艺对涂层组织结构及性能的影响。实验结果表明：涂层与基体结合良好,界面处无任何缺陷,涂层厚度约为660μm,涂层组织可以分为富含非晶相的重熔层和晶体相较多的熔覆层。激光重熔层厚度约为200μm,内部存在大面积无组织特征区域,腐蚀电位为-0.261V,腐蚀电流密度为0.573μA·cm-2,极化电阻为236.201Ω·cm-2,均明显优于涂层中部和底部组织的耐腐蚀性能。原始非晶复合涂层的主要物相为Al5Ni3Zr2、Ni10Zr7、NiZr和Cu10Zr7等锆的金属间化合物以及一些Cu、Zr和Al的氧化物。涂层上部近表面区域也即重熔层中非晶相相对含量最高约为75vol.%,涂层中部距融合线350μm处和底部距融合线150μm处的非晶相相对含量分别约为16vol.%和24vol.%。原始涂层整体具有较高的硬度,硬度变化呈先上升后下降的形式,最大硬度可达1061HV0.1。随着热处理的进行,涂层整体的硬度逐渐降低,变化趋于平缓。经第二次晶化热处理后涂层中的最高硬度值降为879.3Hv0.1。涂层的物相,微观组织结构及耐腐蚀性能随热处理的进行也都发生了明显变化。经过第一次在稍高于非晶晶化温度的热处理后,涂层中仍存在一定数量的非晶相,但是经更高温度的热处理后,涂层呈完全晶化状态,激光重熔层中已观测不到无组织特征区域。晶化处理后晶体相仍为Cu10Zr7、 Ni10Zr7、NiZr及Al3Zr5等Zr的金属间化合物。另外,在热处理过程中发现,重熔层的耐腐蚀性能明显降低,但是其最终的腐蚀电位-0.440V仍然比熔覆层的腐蚀电位-0.453V和-0.583V要高,腐蚀电流密度仍比未晶化处理前涂层中部和底部的腐蚀电流密度分别小1.126μA·cm-2和7.675μA·cm-2。晶化后的试验数据说明经过晶化热处理的激光重熔层仍具有良好的耐腐蚀性能。