受高含砂、高含水、强腐蚀性介质的影响,海上采油平台液压抽油机的柱塞泵、泵筒、转子等薄壁部件（40Cr钢）极易出现如磨损、腐蚀等表面失效问题,这严重影响油田开发。因此,为了提高使用寿命和降低再制造成本,对薄壁部件表面硬度、耐磨和耐蚀等性能提出了更高要求。目前,能源企业采用的表面强化方式主要为渗碳、热喷涂和电沉积等传统改性技术。但是,上述技术分别存在如强化层厚度低、结合强度低和加工速率低等缺点。为此,亟需寻找一种新型强化技术来替代上述传统方式。激光熔覆（LC）是一种利用高能密度激光束使添料与基体表层一起熔化,形成冶金结合涂层的新型表面改性技术。但是,薄壁钢表面熔覆常规厚度Ni基粉末时,存在基体热影响严重的问题。而且,LC技术热输入高和冷却速度快的特点也会导致熔覆层产生过高的残余拉应力,也势必会影响表面力学性能。了解到激光冲击强化（LSP）能有效调控熔覆层的微观组织,给材料带来更深的残余拉应力层,进而影响其硬度、耐磨和耐蚀等性能。本文首先针对薄壁钢表面熔覆Ni基合金粉末时,熔覆层稀释率高、对基体热影响严重的问题,进行了激光熔覆薄层制备。然后,重点提出激光熔覆原位合成（Nb,Ta）C复合碳化物制备（Nb,Ta）C/Ni35复合薄层制备,以进一步提高熔覆薄层的力学性能。最后,引入LSP技术,利用激光冲击波的力效应进行复合薄层组织性能调控及二次强化。具体研究内容如下:（1）在低激光功率和高扫描速度下,探索了粉末工艺参数（预置厚度和粉末粒径）对制备Ni基熔覆薄层的影响,并完成了对组织性能影响的研究。结果表明,粉末粒径小、预置厚度大的熔覆层晶粒尺寸更小,微观结构更致密,熔池底部更平坦,稀释率更低。粉末粒径大、预置厚度大的熔覆层硬度更高。粉末粒径小、预置厚度小的熔覆层摩擦系数更小,但后者曲线波动和磨损量损失更大。腐蚀速率在前24 h高,68 h后趋于稳定。粉末粒径小、预置厚度大的熔覆层腐蚀速率和损耗量更小。（2）分析了Nb-Ta-C含量对（Nb,Ta）C/Ni35复合薄层物相组成、微观组织、硬度、摩擦磨损及电化学腐蚀性能的影响。结果表明,随着Nb-Ta-C含量增多,复合薄层厚度变大,散热情况变差,导致结合界面曲度变大。另外,衍射峰位置出现左移现象,且沿晶界分布的（Nb,Ta）C形态不断变化（不规则颗粒状-球状-多面体状-花瓣状）,尺寸由亚微米级成长到微米级。当Nb-Ta-C含量增多时,出现聚集、团簇现象。含球状和花瓣状结构复合薄层的摩擦系数最小,磨损形貌较平整。在摩擦过程中,球状结构表现出滚动润滑作用,花瓣结构提供更强的附着能力。腐蚀行为主要沿晶界发生,表现出晶粒脱落腐蚀凹坑。少量点状腐蚀坑沿晶界不含Nb、Ta区域分布。（3）进行了激光诱导冲击波调控（Nb,Ta）C/Ni35复合薄层的试验研究。结果表明,LCed+LSPed复合薄层的衍射峰强度发生明显减弱甚至消失。截面最顶部区域存在非常小的胞状晶与大晶粒相间分布,深度约为40μm。另外,LCed+LSPed复合薄层表面形成高密度残余压应力层和冲击硬化层。硬化层的存在降低了摩擦系数,也使磨损表面明显好转。在硬化层中,细晶有效降低了晶粒与电解液的接触面积及腐蚀后的接触深度,阻碍了晶粒进一步脱落腐蚀。综上所述,本研究主要内容为激光熔覆原位合成（Nb,Ta）C复合碳化物制备（Nb,Ta）C/Ni35复合薄层组织性能及激光冲击波调控优化作用行为研究,期望能够为能源领域薄壁部件表面改性提供一定的参考依据。