由于新疆特殊的自然环境,金属材料表面涂层长期处于强风、沙尘、高矿化物等多相流冲刷腐蚀介质环境中,使涂层表面发生冲蚀磨损和腐蚀破坏,特别是冲蚀和腐蚀之间的耦合作用,会进一步恶化材料的疲劳抗力,造成设备失效,因此针对材料的冲蚀和腐蚀磨损问题的研究成为学者亟待解决的关键问题。本文针对涂层的磨损情况,研究不同介质条件下对涂层的冲蚀磨损速率,并预测涂层的冲蚀损伤状态,研究结果对制定相应的措施缓解冲蚀行为,并延长设备或零件的使用寿命,提高经济效益都有很大的帮助。本文以等离子喷涂WC-12Co涂层为研究对象,采用自制的干砂型常温冲蚀磨损试验机对等离子喷涂涂层进行冲刷实验,通过对风沙两相流下等离子喷涂复合涂层进行冲刷磨损试验,获得在风沙冲蚀作用下的涂层冲刷磨损失效行为规律,揭示风沙冲蚀磨损机制和损伤规律。并结合流体力学软件FLUENT,利用实验和模拟相结合的方法研究不同因素对其冲蚀磨损性能的影响及其冲蚀磨损机理。结果表明:在不同的风速、颗粒直径、冲蚀角度、颗粒质量流量下,涂层的冲蚀磨损速率成一定变化规律。通过观察显微组织形貌,可以得出在30°时涂层的失效形式为微切削冲蚀,90°时涂层的失效形式为疲劳剥落。利用有限元模拟软件ANASYS-FLUENT,通过标准k-ε模型、DPM模型和欧拉多相流模型对涂层的磨损行为进行数值模拟研究,改变风速、颗粒直径、冲刷角度、颗粒质量流量对涂层的磨损过程进行数值模拟。分别模拟在气-沙、气-沙-液、气-沙-液-盐介质环境下,涂层的磨损状况。结果表明:1)随着风速的增加,涂层的磨损速率增大;2)颗粒直径连续增加时,涂层的磨损速率逐渐增大;3)冲蚀角增加时,涂层的磨损速率先增加后减小,在冲蚀角为60°时,涂层的冲蚀磨损最严重,90°次之,30°最小;4)颗粒质量流量增大时,涂层的磨损速率逐渐增加。研究在气-沙-液-盐冲蚀和腐蚀环境耦合作用下涂层的冲刷腐蚀磨损失效行为,进而探究影响磨损行为的因素和涂层冲刷腐蚀磨损机理。通过对比多相流冲刷腐蚀模拟结果与风沙两相流的模拟结果和实验结果,发现其变化趋势与风沙两相流相一致,验证了多相流的冲刷腐蚀数值模拟方法的可行性,介质的增加使涂层的磨损速率增加。通过流固耦合作用得出涂层表面等效应力的受力云图,风速和直径增加时,涂层的受力增加,同时磨损速率也增加;冲蚀角改变,涂层受到的应力也随之改变。