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WC-Co热喷涂涂层技术是国内外的一个研究焦点。WC-Co涂层技术可望成为解决重大装备关键零部件耐磨的关键技术。国内外学者对WC-Co材料热喷涂工艺、涂层组织结构以及常温性能，进行了大量的研究工作。但对WC-Co涂层断裂韧性、残余应力及疲劳性能的研究还很少。因此，有必要对此进行系统、深入的研究，为WC-Co涂层的工程应用提供强有力的技术支持。
本论文针对水轮机过流件和关键零部件的力学性能问题，系统地研究了APS和HVOF两种喷涂方法制备的纳米WC-Co、普通WC-Co、WC-12Co以及WC-17Co等涂层力学性能。采用压痕法测量了涂层弹性模量和断裂韧性，利用SEM/BSE等技术分析了压痕致裂纹扩展机理；利用四点弯曲法测量了涂层界面应变能释放率；同时采用X射线衍射法测量了涂层残余应力；采用高频疲劳试验机测量了涂层轴向疲劳，主要得出以下结论：
(1)APS喷涂纳米WC-Co涂层硬度比HVOF喷涂纳米WC-Co涂层低402.40HV，约50.39％；纳米WC-Co涂层硬度高于普通WC-Co涂层50.10HV，约4.36％；WC-12Co涂层硬度高于WC-17Co涂层62.40HV，约5.20％；WC-Co涂层硬度沿深度方向呈梯度分布；APS喷涂WC-Co涂层弹性模量比HVOF喷涂WC-Co涂层低125.24，98.42％；纳米WC-Co涂层弹性模量比普通涂层高13.00GPa，约5.43％；WC-12Co涂层弹性模量比WC-17Co涂层高40.90GPa，约16.20％；
(2)APS喷涂WC-Co涂层断裂韧性比HVOF喷涂WC-Co涂层低1.97MPa.m1/2，约50.00％；纳米WC-Co涂层断裂韧性比普通涂层高0.61 MPa.m1/2，约11.41％；WC-12Co涂层断裂韧性比WC-17Co涂层低0.38 MPa.m1/2，约7.16％；
(3)APS和HVOF喷涂WC-Co涂层表面应力都表现为压应力，且HVOF喷涂层残余压应力水平比APS喷涂层高85.50MPa，约61.60％；纳米WC-Co涂层残余压应力水平比普通WC-Co涂层高20.89MPa，约10.27％；WC-12Co涂层残余应力水平低WC-17Co涂层18.67MPa，约9.08％；HVOF喷涂WC-Co涂层残余应力均表现为压应力，表面残余应力值比较集中，残余应力沿表面分布较为平缓，沿着深度方向应力值浮动较大，呈梯度分布。HVOF喷涂WC-Co涂层中各相残余应力大小及状态均不同，WC和W2C相为压应力，而Co6W6C相则为拉应力；
(4)随着疲劳载荷的增加，纳米WC-12Co涂层疲劳寿命减少；循环载荷作用下，涂层与基体轴向变形不协调，在涂层-基体界面产生较大剪应力，致使45＃钢基体纳米WC-12Co涂层失效；载荷作用下，疲劳试样上受较大弯矩，致使试样表面涂层失效，应力陡然增大致使试样断裂。