本文采用分形方法研究真空熔结镍基合金涂层界面组织性能，通过对合金涂层界面形貌的分形分析，从而建立分形与涂层显微硬度、扩散系数、热疲劳性能之间的联系。涂层制备采用的是真空熔结的方法在45~#钢母材上获得稀土镍基合金涂层以及镍基-碳化钨复合涂层，借助SEM分析涂层纵截面的界面形貌以及截面的显微组织特征，并利用显微硬度计测定纵截面两侧显微硬度分布值，分析涂层纵截面分布值。利用能谱测定涂层两侧特定元素的含量，通过推导得出扩散系数计算方程，计算特定深度处元素的扩散系数值，并对合金涂层的热疲劳性能也进行了一定的分析。由于涂层的表界面是非线性的，属于无规分形，是具有确定分维的几何形体，不同涂层其界面形态各异，利用分形这一新型的数学手段计算特定涂层纵截面分形维数，分形的参量是分形维数，分维在一定程度上定量的表示了分形图形的“非规则程度”，因此特定分维值对应了特定合金涂层的界面形貌。本文制备试样的材料为真空熔结NiCrBSi合金添加不同含量，不同种类稀土和镍基合金(RE)添加不同含量WC复合涂层。通过对大量涂层显微硬度分布，热疲劳，显微组织分析，建立与涂层纵截面分形维数值之间的关系，以达到分维表征涂层宏观性能的目的，为材料分析提供一种全新的方法。研究结果表明，分维数值对应于不同的涂层显微组织，显微硬度分布值以及热疲劳性能优劣。一般，含稀土的合金涂层分维数值普遍大于不含稀土的合金涂层，显微硬度分布值也普遍高于不含稀土涂层，显微组织上面的反映就是含稀土合金涂层界面熔合区柱状晶区域较明显，涂层中球状相比较多，针状相减少，添加WC的复合涂层，WC呈球化弥散分布，明显提高了涂层的综合性能，而在分维上面的反映就是分维数值呈现升高的趋势。界面分形维数在1.77以上的合金涂层具有较为优良的热疲劳性能，1.75以下的合金涂层热疲劳性能较差。