球墨铸铁作为机场供水管网的主要材料,具有减震、强度高和铸造特性好等优良性能。但是,该材料的耐磨性和耐腐蚀性较差,尤其受磨损和冲击的持续影响,其表面容易发生腐蚀和磨损等损伤,从而提高管道的使用寿命。采用激光增材技术在球墨铸铁表面制备增材层,不仅可以保留基体材料的力学性能,还可以在较大程度上增强球墨铸铁表面的耐磨和耐腐蚀性能。然而,现阶段激光增材技术所制备的增材层未达到理想的防护效果,其成形质量和性能仍难以满足工业应用需求。本课题以球墨铸铁为基体,采用激光增材技术在其表面制备Ni25增材层及不同增强相的高性能Ni25复合增材层并对其性能进行评估。本课题的主要研究如下:（1）在球墨铸铁基体表面制备Ni25增材层,并研究Ni25增材层的性能影响规律。研究表明,增材层与基体可以形成良好的冶金结合,且Ni25增材层的耐磨性和耐腐蚀性均高于基体。同时,随着激光功率的增加,增材层的耐磨性呈现先增加后减小的变化规律,而耐腐蚀性呈现逐渐减小的变化规律。（2）为了进一步提高Ni25增材层的性能,首先向Ni25增材层中添加不同含量的Nb。结果表明:增材层组织内原位生成少量的Nb C颗粒和Nb-Ni固溶体,原位生成的Nb C增强相可以提高增材层界面的结合强度。并且,随着Nb含量的增加,增材层枝晶内弥散分布的Nb C颗粒含量也逐渐增加,进而有效提高了增材层的硬度和耐磨性。然而,增材层横截面的气孔数目和大小也会随着Nb含量的增加而增加,导致增材层的耐腐蚀性逐渐降低。其次,为了改善Ni25增材层的硬度同时防止增材层表面产生裂纹缺陷,向Ni25增材层中添加了不同含量的碳纳米管。结果表明:碳纳米管会熔化形成大量的C元素,一部分在组织晶界处析出石墨球,一部分与Fe和Ni等元素生成化合物。随着碳纳米管含量的增加,增材层的微观组织先减小后增大,增材层横截面的硬度值先增加后减小。然后,为了利用碳纳米管优异的机械性和提高增材层内部原位生成的Nb C含量,向Ni25增材层内同时加入Nb和碳纳米管增强相。结果表明:相较于单独加入Nb或碳纳米管增强相,增材层组织内原位生成了大量Nb C颗粒和部分Nb-Ni固溶体,增强相含量的增加再次提高了增材层界面的结合强度。并且随着Nb含量的增加,增材层枝晶组织中的Nb C颗粒逐渐从块状变为花瓣形,表面的裂纹和气孔数目增多,增材层的硬度和耐磨性显著提高。然而,增材层的耐腐蚀性有减小的趋势。最后,为了进一步提高增材层的耐磨和耐腐蚀性能,向Nb、碳纳米管和Ni25的复合增材层中添加了不同含量的Ti。结果表明:由于Nb与Ti具有协同促进作用,相较于同时加入Nb和碳纳米管增强相,增材层组织内会原位生成大量的Ti C以及（Nb,Ti）C等增强相。随着Ti含量的增加,组织内的Ti C和（Nb,Ti）C等增强相由块状逐渐演变为花瓣形,增材层的硬度、耐磨性能和耐腐蚀性有先增加后减小的趋势。