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利用等离子束表面冶金技术在45号钢基体上制备梯度涂层，探讨了等离子束表面冶金制备铁基梯度涂层的冶金过程，详细分析了等离子束表面冶金熔池的凝固机理、凝固特征对凝固组织的影响。采用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜研究了涂层的组织，利用显微硬度计测试了涂层的显微硬度。结果表明，合金涂层组织主要由γ-Fe，M，C，和TiC组成；涂层的显微硬度可达到800HV0．2。从基体到表面，涂层的成分、组织和显微硬度呈现出平缓梯度变化，消除了成分突变和应力集中的影响。因此涂层具有无晶体缺陷，内韧外硬的特性。