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本文利用激光表面合金化技术,以Al+TiC混合粉末为原料,分别在20#钢、电解镍、Ti-6A1-4V钛合金基材表面制备了TiC增强金属间化合物基复合涂层,分析了涂层的显微组织结构,研究了TiC的溶解及析出规律,模拟了熔池温度场分布及稀释率,测试了涂层的显微硬度和纳米硬度,讨论了涂层的显微组织形成机制。研究结果表明：在20#钢表面制备的TiC/Fe3Al复合涂层,温度在2300K以上时,TiC在Fe-Al合金熔池中发生溶解,然后原位析出。激光功率分别为1.25kW和1.50kW时,熔池稀释率模拟计算结果分别为62.50%、72.22%,实测结果分别为64.41%、79.31%,模拟计算结果与实际情况吻合较好。涂层显微硬度值分别为415.74HV0.2、441HV0.2,相对基材分别提高了2.7及2.6倍。涂层中大尺寸未溶解TiC颗粒的纳米硬度为30.219Gpa,小尺寸原位析出的TiC颗粒的纳米硬度为19.755Gpa,小尺寸TiC颗粒的纳米硬度受基体影响较大。在电解镍表面制备的TiC/Ni3Al涂层,温度在2700K以上时,TiC在Ni-Al合金熔体中发生溶解,然后原位析出。激光功率分别为1.25kW和1.75kW时,熔池稀释率模拟计算结果分别为61.54%、73.91%,实测结果分别为66.67%、78.30%,模拟计算结果与实际情况吻合较好。涂层显微硬度值分别为479.9HV0.2、456.6HV0.2,相对基材分别提高了4.72及4.49倍。在Ti-6Al-4V合金表面制备的TiC/TiAl涂层,TiC在Ti-Al合金熔体中未发生溶解和析出。激光功率分别为1.25kW和1.50kW时,熔池稀释率模拟计算结果分别为46.4%、57.7%,实测结果分别为43.5%、54.5%,模拟结果与实际情况吻合较好。由于涂层中存在大量未溶TiC颗粒,涂层的显微硬度分布不均匀。原位颗粒增强复合涂层的形成机制为：在激光束流辐照下,Al+TiC混合粉末在基材表面熔化形成熔池,Al与基材发生合金化形成金属间化合物,作为复合涂层的基体相,TiC在合金熔池中原位析出,作为复合涂层的增强相。