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45钢是一种低价格的中碳钢,通过适当的热处理可具有良好的机械性能。随着现代高速的机械发展和智能化方向,机械上对材料性能的要求也很高。传统的热处理严格上不能满足机械零件的要求。为获得高硬度和良好的耐蚀性但仍能保持优良的45钢力学性能,通常对其采用表面激光熔覆处理。激光熔覆是利用高能激光束快速加热熔化材料,并在光斑移开之后快速冷却材料的过程,本文采用激光熔覆加工方式在45钢表面上熔覆Fe（58-X）Ti XSi14B10Nb18合金涂层及Fe-Si-B涂层,并利用OM、SEM、XRD、BSD测试手段对微观组织及凝固机理进行研究。最后借助显微硬度计以及电化学工作站分别测试了合金涂层的硬度和极化曲线。当X=16,S1试样为Fe42Ti16Si14B10Nb18,X=10时,S2试样为Fe48Ti10Si14B10Nb18,X=4时,S3试样为Fe54Ti4Si14B10Nb18,X=0时,S4试样为Fe58Si14B10Nb18,S5试样为Fe76Si14B10。并总结出以下结论:S3、S4、S5粉末配比试样与基体润湿性较好,且涂层表面均匀光滑,但是各试样整体的宏观形貌显示熔渣较多,这与配比中Si、B含量占比相关,后期改进可将Si、B降低,由Fe替代。观察不同试样横截面形貌,发现S4和S2的裂纹较S3明显且数量较多,说明Ti含量的加入有助于降低裂纹的生成,这与Ti的热膨胀系数有关,Ti的热膨胀系数处于Fe和Nb之间,起到了梯度作用降低了裂纹敏感性。本文利用OM/XRD/SEM对S5/S4/S3及S2熔覆层的等轴晶形成机理作了详细的分析。S1物相组成主要是:Fe Si、Ti B2、Si单质、Nb3B2、α（Fe,Si）、Fe3Si、Fe5Si3,S2物相组成主要是:α（Fe,Si）固溶体、NbTiB4、Fe3Si、NbB2、TiB2等,S3物相组成主要是α（Fe Si）固溶体、NbTiB4、Fe3Si、NbB2等,S4物相组成主要是:α（Fe,Si）固溶体、γ（Fe,Si）固溶体、Fe3Si、Fe0.42Si2.76、FeB、NbB2等,而S5试样因其只含有Fe、Si、B元素,所以也只是形成了三种主要物相γ（Fe）、FeSi、FeB。S5试样的等轴晶有两部分原因,第一,熔池流动击碎的组织会为等轴晶的形成提供形核质点,减少等轴晶形成时所需的形核能,另外中部枝晶的生长出现溶质富集致尖端折断也会为等轴晶的形成。S2/S3/S4熔覆层等轴晶的形成主要是高熔点物质带入熔池的不同部位,这会对枝晶的生成和长大起抑制作用;另外,高熔点物质的形成会使周围的元素欠流动,即溶质元素富集,提高了枝晶前端的溶质浓度,促使枝晶破断分解,这也会促进等轴晶粒的转变。本文并根据材料的性能分析出较优的粉末配比,其中S3试样合金涂层的熔覆区平均显微硬度是1359.4HV0.2,是基体的5.91倍。S3腐蚀电化学速率最小为7.422×10-5A·cm-2,化学静态浸泡试验失重量数值最小,约为基体的8.16%,即Fe54Ti4Si14B10Nb18的硬度和耐蚀性都较其它涂层更好。