传统大气等离子喷涂(APS)得到的涂层组织为颗粒状或层状组织,这是由单个粉末颗粒经过熔化或部分熔化后沉积堆叠后形成的,涂层的性能往往与相同成分的块体材料具有较大差距。近年来低压等离子喷涂(LPPS)技术的发展成为了一个新热点,由于其在低压环境下工作的特性,可以有效降低涂层的氧化、提高涂层致密度、甚至可以制备得到区别于传统涂层的特殊组织涂层,在性能上获得改良,具有良好的应用前景。本研究采用低压等离子喷涂,选用316L不锈钢作为喷涂材料,通过改变喷涂条件得到传统的颗粒堆积以及层片状组织涂层。将两种组织涂层在不同条件下进行真空热处理,发现传统涂层均可发生再结晶转变,形成等轴晶结构涂层,并且随着热处理温度和保温时间的提高,等轴晶晶粒尺寸逐渐长大,涂层的硬度呈现明显下降趋势。选择颗粒堆积、层片状结构以及等轴晶结构的典型涂层,进行耐腐蚀性以及力学性能方面的研究。通过浓盐酸浸泡试验表明等轴晶涂层具有比传统组织涂层更佳的耐腐蚀性。X射线衍射分析结果显示等轴晶涂层由单相奥氏体构成,证明经过热处理后原始涂层中的不稳定δ铁素体相转变为奥氏体相,这也有利于提高涂层的耐腐蚀性。通过拉伸试验,研究不同组织的涂层的抗拉强度,发现经1100℃C和1200℃C热处理的等轴晶组织抗拉强度分别为447MPa和471MPa,远高于颗粒状组织(71MPa)和层片状组织(92MPa)。涂层弹性模量随着热处理温度的提高而逐渐减小,但高于原始涂层组织。通过扫描电镜观察断面形貌发现等轴晶组织断裂方式为韧性断裂,而传统颗粒与层片状组织产生脆性断裂,与涂层的应力应变曲线相一致。通过与316L不锈钢块体材料的性能对比,发现传统涂层经过真空热处理后得到等轴晶组织涂层在力学性能上比起传统涂层更接近316L不锈钢块体材料。