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球墨铸铁具有优异的机械性能,常作为钢的替代品,广泛应用于机械设备及零件的加工制造。在球墨铸铁基体表面制备各种功能涂层,是提高机械设备及零件性能的有效方法。本文建立了5种球墨铸铁基体表面耐磨耐腐蚀涂层模型,采用ANSYS有限元法和酸碱腐蚀实验,研究涂层的热应力和耐腐蚀性能。主要得出了以下研究成果。有限元模拟结果表明,传热方向、涂层厚度、界面形状和涂层材料对界面热应力有重要影响。模拟分析厚度位于0.02～0.20(mm)的C-276涂层和PFA+C-276双涂层模型的热应力性能得出,涂层厚度位于0.08～0.12(mm)范围内,哈氏合金C-276涂层的界面热应力性能良好；纵向传热的界面热应力高于横向传热的界面热应力,涂层厚度达到0.20mmm时,纵向传热的界面热应力比横向高出一个数量级。PFA+C-276双涂层膜系的结构设计参数是,表层与底层最佳厚度比位于0.176～0.33；表层与底层最佳总厚度位于0.1～0.15(mm)。研究不同频率的正弦曲面和螺杆表面涂层的热应力性能发现,随着正弦曲面频率增大,界面热应力波动幅度增大,波峰和波谷处应力集中效应越明显;螺杆表面齿顶圆棱边和齿根圆拐角处,轴向和径向热应力分别发生跳跃和突变现象,最大热应力是平均热应力的4-5倍。同样温度场条件下,涂层和基体材料具有不同的物理性质是影响界面热应力的主要因素。热应力性质受涂层与基体热膨胀系数的差值控制。差值为正时,表现为拉应力,差值为负时,表现为压应力；随着差值的增大,热应力随之增大；差值每增加10-6/℃,热应力增加6～7(MPa)。采用热喷涂和真空磁控溅射镀膜技术在球墨铸铁基体表面制备涂层样片。通过3组腐蚀实验发现,涂层与基片都具有优异的耐碱腐蚀性；HCl的腐蚀性略强于H2SO4；热喷涂工艺制备的50Ni-33P-10Cr-7Fe厚涂层具有优异的耐强酸腐蚀性。2%H2SO4和2%HCL溶液对涂层的平均腐蚀量分别是1.98×10-3g/h、1.54×10-4g/h和2.08×10-4g/h。