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本文采用等离子熔覆技术在Q235钢表面制备Fe-Al金属间化合物涂层，并对熔覆层进行了金相观察、显微硬度的测试，然后利用XRD、SEM等方法对Fe-Al金属间化合物涂层的显微组织结构和性能进行研究。本文中制备的Fe-Al金属间化合物熔覆层应该是无气孔、裂纹等明显缺陷，与基体为良好的冶金结合的同时要保证较低的稀释率。所以为了获得良好的熔覆层，本文对等离子熔覆工艺展开了如下研究：（1）首先采用正交设计对熔覆工艺进行合理设计：在预制层厚度为定值2mm、喷嘴高度为10mm时，等离子熔覆的最佳工艺参数为转移弧电流为140A、转移弧电压为36V、电弧摆动速度为1200mm∕min、离子气流量为0.3m3/h、焊接速度为30mm∕min、电弧摆动宽度为20.5mm、保护气流量为0.8m3/h。（2）制备了三组Al含量不同的Fe-Al金属间化合物涂层（Al含量分别为10%、20%、30%，其余为Fe），研究表明：（a）不同Al含量的熔覆层均由Fe3Al、FeAl、α-Fe相组成；（b）熔覆层的显微组织均为粗大柱状晶内有针状物析出，针状析出物呈不规则排列，经研究确定粗大柱状晶基体组织为α-Fe，针状析出为Fe3Al，随着熔覆层中Al含量的增加，熔覆层中针状析出物增多，但当Al含量为30%时熔覆层中有粗大针状物析出，经XRD、EDS分析证明粗大针状相也为Fe3Al；（c）对这三组Al含量不同的熔覆层进行硬度测试，硬度随Al含量的增加而增大。（3）以Fe、Al以及铬铁粉为原料，制备了三组不同Cr含量的Fe-Al金属间化合物涂层（Cr含量为5%、10%、15%,其余为Fe：Al=7：1），研究表明：Cr含量为5%时，熔覆层中有颗粒相（Fe3Al相）生成，熔覆层的显微硬度变化不大；Cr含量为10%时，熔覆层中显微组织无明显变化，但显微硬度有所提高；Cr含量为15%时，熔覆层中有（Fe,Cr）7C3硬质相生成，但由于分布不均匀，熔覆层显微硬度曲线呈不规则曲线。（4）等离子熔覆过程中会产生应力集中等缺陷，因此熔覆后通常会对熔覆层进行退火处理，本文采用了三组退火工艺，分别为700℃×2h、800℃×2h、900℃×2h对熔覆层进行均匀化退火处理。研究表明，700℃×2h均匀化退火后，熔覆层的组织均匀，硬度得了显著提高；800℃×2h均匀化退火后，熔覆层的硬度略有降低；900℃×2h均匀化退火后，熔覆层组织分布不均匀，硬度明显下降。