随着航空航天等领域的蓬勃发展,钛合金的应用越来越广泛。但其自身较差的耐磨性和抗高温氧化性限制其应用范围。金属硅化物因自身较高的熔点、硬度、良好的抗高温氧化性能等可以作为强化相来改善材料的表面性能。通过激光熔覆可以在钛合金基体上制备出硅化物组成的复合涂层来改善基体的表面性能。本课题采用不同成分的纯Ni、Ti、Si粉末,利用激光熔覆技术在Ti6Al4V钛合金基体上制备出由Ti₅Si₃、Ti Si₂和Ti₂Ni相组成的复合涂层,分析了涂层的组织演变,主要研究了硅化物对不同涂层的抗高温氧化性能和抗高温摩擦磨损性能的影响。通过利用扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）和X射线衍射仪（XRD）分析涂层的微观组织形貌和物相组成。激光熔覆涂层主要由Ti₅Si₃和Ti₂Ni相组成,当Si含量逐渐增加时,涂层中逐渐出现Ti Si₂相。通过对涂层和基体的800℃高温摩擦磨损试验和氧化试验,分析涂层、基体的高温摩擦磨损行为和抗高温氧化行为,并通过EDS和XRD结果分析试样磨损表面和氧化表面的氧化膜成分,揭示涂层的室温磨损机制和高温氧化机理,从而得出硅化物对涂层的强化作用。室温摩擦磨损试验过程中,随着载荷的增加,涂层和基体的摩擦系数没有明显的变化,但基体的磨损体积增加明显,涂层的磨损体积增长趋势缓慢,即涂层对载荷不敏感。由于硬度较高的Ti₅Si₃和Ti₂Ni相均匀分布在涂层中,并且Ti₅Si₃具有异常的温度-硬度关系,涂层能始终保持较高的硬度。与基体严重的塑性变形、粘着磨损和磨料磨损不同的是,在Ti₅Si₃和Ti₂Ni相较好的强、韧配合下,涂层展现出优异的耐磨料磨损和耐粘着磨损性能。结果表明,高温摩擦磨损试验中,基体和不同熔覆涂层的平均摩擦系数分别为0.376、0.21、0.242、0.171和0.152。与涂层相比,基体的磨损体积约为涂层的4.91倍、3.842倍、5.364倍及5.541倍,并且随着涂层中Si含量的增加,涂层的磨损率呈现下降的趋势。结合XRD和EDS结果可知,基体的磨损表面主要由Ti O₂构成,涂层的磨损表面则主要由Si O₂构成,并含有少量的Ti O₂、Al₂O₃和Ti₂Ni。涂层中Si O₂占主导地位,具有很好的承载能力和致密性,对涂层起到良好的抗磨损作用,降低涂层的磨损量,提高涂层的耐高温磨损性能。钛合金的磨损机制主要是氧化、微观切削和脆性剥落,对于本文制备的涂层来说其磨损机制则主要是氧化和轻微的脆性剥落。高温氧化试验结果表明,涂层和基体的整个氧化过程可以分为快速氧化阶段和稳定氧化阶段。第一氧化阶段中,基体和涂层的氧化增重均符合线性增长趋势,其氧化速率分别是0.379 mg/（cm²·h）、0.349 mg/（cm²·h）、0.345 mg/（cm²·h）、0.311 mg/（cm²·h）和0.289 mg/（cm²·h）。第二氧化阶段过程中,基体和涂层的氧化增重符合抛物线增长规律,其氧化速率分别是1.08mg/(cm²·h^1/2)、0.58mg/(cm²·h^1/2)、0.53mg/(cm²·h^1/2)、0.45mg/(cm²·h^1/2)和0.67mg/(cm²·h^1/2)。两个氧化阶段中,基体的氧化速率均大于涂层的氧化速率,表明相同时间内涂层氧化增重少,涂层表现出优异的抗高温氧化性能。结合XRD和EDS结果可知,基体的氧化表面主要含有Ti O₂,还有少量的Al₂O₃。由于钛合金中V的含量较少,并且V₂O₅易挥发,所以未能检测到。涂层的氧化表面主要含有Si O₂,和少量的Ti O₂、Al₂O₃、Ti₅Si₃、Ti Si₂和Ti₂Ni。涂层中Si含量增加,Ti-Si金属间硅化物在组织中的比例随之增加,涂层的磨损率和氧化速率均减小,可以有效的提高基体的抗高温氧化性能和抗高温摩擦磨损性能。