本文应用等离子束熔覆预涂覆在Q235钢基体上的Ni60B+TiC涂层，得到金属-陶瓷梯度涂层。应用金相显微镜、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、电子探针等等手段，详细研究了熔覆层中的组织成分梯度特征。等离子束熔覆层底部属于典型的平面外延生长柱状晶组织；过渡到熔覆层顶部是较规则的树枝状共晶组织。熔覆层组织中晶粒生长受结晶学各向异性影响。 从界面到表面，涂层中的成分含量总体趋势升高或降低，微观扰动。熔覆区与热影响区之间则存在白亮带，它是以平面晶的生长形态沿热流方向生长出来的，并与热影响区之间保持着平直界面。白亮层的形成表明涂层与基体实现了良好的冶金结合。在统计分析的基础上，可以发现，涂层-基材界面附近的Vickers显微硬度明显低于涂层主体部分的Vickers显微硬度，这与涂层的TiC的含量有关系。TiC的加入，极大的提高了涂层的硬度水平。在热传导及热应力的理论基础上，针对等离子熔覆的实际情况进行了残余热应力计算公式的理论推导，并代入实际物性参数进行了具体算例的计算工作。然后，将涂层按照有限元方法划分网格，进行了模拟分析。将结果进行了分析，并与实际结果进行了比较。本文讨论了可能存在的影响因素，并提出了工艺改善方案。