汽轮机由于长期在高温、高压及交变载荷环境下工作,导致汽轮机叶片的疲劳失效严重,同时由于和汽轮机相联的锅炉内壁受到高温氧化作用,脱落的氧化皮(铁的氧化物)对机组的喷嘴及叶片造成固体颗粒冲蚀,二者同时作用,使得汽轮机使用寿命缩短,维修成本上升,影响了发电机组运行的可靠性和经济性,因此开展汽轮机防护涂层、疲劳失效及冲蚀磨损的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。本文首先分别采用爆炸喷涂(DS)及超音速火焰喷涂(HVOF)技术制备Cr3C2-NiCr金属陶瓷涂层；然后利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)及X射线衍射(XRD)方法对两种涂层(DS涂层及HVOF涂层)的显微组织及缺陷进行观察与分析,优化出该系涂层的制备工艺。利用静拉伸法、X射线应力仪及维氏压痕法分别测定涂层-基体结合强度、残余应力分布、显微硬度及压痕断裂韧性等常规力学性能；最后通过高周疲劳试验及固体颗粒冲蚀试验评定Cr3C2-NiCr涂层的应用性能。研究表明：和HVOF涂层相比,DS涂层组织致密、原始碳化物含量高且分布均匀,片层间内粘结力强,氧化、脱碳及孔隙率低；NiCr粘结相以非晶及纳米晶存在,同时其中弥散析出纳米尺寸的Cr23C6相；DS涂层-基体结合强度>63MPa,表面及涂层-基体界面分别存在23.35MPa、280MPa的压缩残余应力；DS涂层截面的显微硬度及压痕断裂韧性都明显高于HVOF涂层；疲劳试验表明,DS涂层试样的条件疲劳极限及有限疲劳寿命都明显低于基材,条件疲劳极限降低33.2%。疲劳断口分析表明：基材的疲劳裂纹源萌生于表面,涂层试样的疲劳裂纹源萌生于涂层-基体界面残留的A1203夹杂物处；冲蚀试验表明：当冲蚀角度为24°时,两种涂层(DS涂层及HVOF涂层)的抗固体颗粒冲蚀性能都优于基材,并且DS涂层具有最低的质量磨损率,是基材质量损失的1/19.60,有望在汽轮机高压第一级喷嘴及中压第一级动叶片部件上应用。同时,使用单位要注意,对于承受较大交变载荷的动叶片而言,在DS涂层制备过程中要提高涂层-基体界面的清洁度,减小疲劳裂纹在此处的萌生与扩展。