应力是影响甚至决定激光熔覆层服役质量的重要因素。超声冲击处理可以有效地调节应力分布,为激光熔覆产品的质量提供保障。本研究基于超声冲击处理技术,以Fe314合金激光熔覆层试样为研究对象,从实验研究和仿真模拟两方面研究超声冲击覆盖率与熔覆层性能及残余应力状态之间关系。基于此,本文首先探究了超声冲击覆盖率对激光熔覆层显微组织、硬度、耐蚀性的影响及作用机理;然后本文建立了超声冲击数值模型,在定点单次冲击模型中分析了超声冲击过程中熔覆层应力和其变形程度的变化规律,并优化了数值模拟中的超声冲击参数;最后,本文研究了超声冲击覆盖率对无预应力及有预应力下激光熔覆层残余应力分布的影响规律。本文的主要研究内容如下:首先,研究了不同超声冲击覆盖率激光熔覆层的金相组织、硬度、耐蚀性等性能。由超声冲击后激光熔覆层的金相组织可知,当超声冲击覆盖率较小时,激光熔覆层内部晶粒尺寸发生明显变化,且该变化随深度（到表面的距离）的增大而逐渐减弱;当超声冲击覆盖率达到300%时,激光熔覆层表面发生了明显的塑性变形,且该变形程度及其厚度均随覆盖率的增大而逐渐变大。对施加超声冲击后激光熔覆层的硬度进行测量可以发现,施加超声冲击后的激光熔覆层硬度较未施加超声冲击的激光熔覆层硬度显著提高。对施加超声冲击后激光熔覆层的表面粗糙度进行测量可知,施加超声冲击后的激光熔覆层的表面粗糙度随着冲击覆盖率的增加而呈先升高后降低的规律。对冲击后激光熔覆层耐蚀性进行研究发现,超声冲击覆盖率较小时,激光熔覆层的耐蚀性变差,但当超声冲击覆盖率较高时,其耐蚀性显著提升。其次,分析了施加定点单次超声冲击时,其过程中熔覆层应力和塑性变形的变化规律。分析超声冲击不同参数对熔覆层应力分布的影响可以发现,超声冲击处理过程可分为两个阶段（即冲击过程和反弹过程）,反弹过程结束,试件表面的位移不在发生变化,应力场呈现拉-压-拉应力分布。随着冲击针下压位移的增加,压应力层厚度、最大压应力的深度和数值均随之增大。而冲击频率对熔覆层的应力及其塑性变形程度影响并不大,对其结果分析可知,随冲击频率的增加,最大应力值及形变程度均有所增大,但其增大的幅度并不明显。除此之外,冲击针针头半径增加也会使得激光熔覆层表面变形区域的宽度略有增大,压应力层厚度和塑性区深度亦略有增大,但最大压应力值略有变小。最后,建立了不同超声冲击覆盖率下的模型,并研究了冲击间距、冲击方式、预应力状态对熔覆层应力状态分布的影响规律,可以发现:当超声冲击间距等同单次冲击后的塑性变形宽度并且使用交错冲击方式时,可以使多覆盖率下的应力分布更均匀。随超声冲击覆盖率的增加,熔覆层的压应力层厚度和最大残余压应力值均明显提升。与未施加预应力时熔覆的应力状态对比可知,超声冲击覆盖率相同时,施加预应力后熔覆层的压应力层厚度和最大残余压应力均发生明显提升。