高强螺栓是应用极为广泛的一类机械零件,其连接质量是保证设备质量及设备正常运行的基础。目前高强螺栓的表面防护手段并不能完全满足海洋气候、盐碱土壤等严苛环境下的服役要求,这导致在实际应用时螺栓表面容易发生腐蚀破坏,显著降低了高强度螺栓的安全可靠性和使用寿命。本文开展了在40Cr钢表面制备C22合金熔覆层的研究,研究了不同激光参数制备的C22合金熔覆层的组织结构、截面元素分布和显微硬度变化以及40Cr钢和C22合金熔覆层的电化学特性。分析了 C22合金熔覆层的相组成,并利用纳米压痕仪检测了不同相的纳米硬度、弹性模量和能量耗散率。研究了不同直径的激光熔覆试样的拉伸力学性能,分析了熔覆层、热影响区等组织的断口形貌。C22合金熔覆层横截面组织包括平面晶、胞状晶和树枝晶,其主相为γ-Ni与Cr、Mo、Fe、W等元素形成的固溶体,枝晶间的Mo元素含量更高。随着激光功率增加、扫描速度减小,基体产生的热影响区深度增加;随着热输入的增加,熔覆层中Fe元素含量增加、熔覆层硬度的变化趋势与熔覆层中Fe元素含量的变化一致,最高可到达343HV。C22合金熔覆层的自腐蚀电位大于40Cr钢,在极化过程中出现钝化现象。所制备的熔覆层试样中,P4试样维钝电流密度可达到4.725x10-4A·cm-2,自腐蚀电流密度为3.440x10-6A·cm-2,破钝电位达到1.02V,表明制备C22合金熔覆层可对40Cr钢起到良好的保护作用。40Cr钢表面制备C22合金熔覆层后由韧性断裂转变为脆性断裂,随着熔覆试样直径减小,脆性特征愈发明显。C22合金熔覆层的抗拉强度高于退火态40Cr钢,但塑性较差,断裂模式为有韧窝特征的枝晶间断裂,对熔覆层不同相的纳米压痕实验结果显示,与树枝晶组织相比,晶间共晶相具有更高的硬度和弹性模量,更小的能量耗散率,发生断裂所需能量更低,树枝晶含量增加,可改善其塑性;熔覆层与基体的结合区以及热影响区的抗拉强度和塑性均极大下降,结合区断口上分布着非常浅的抛物线形韧窝;热影响区的上部为脆性断裂,有解理断裂特征,下部同时呈现脆性断裂和韧性断裂特征。