激光熔覆技术是一门先进的生产技术,近年来被广泛应用在航天、冶金、化工及交通等行业中。激光熔覆作为一种表面改性技术,可以在低成本的基体表面制备耐腐蚀、耐磨、抗氧化、高硬度的多种性能表面强化涂层,也可以对局部失效的零件表面修复,有很好的发展前景。304不锈钢因具有良好的塑韧性和耐腐蚀性能而被广泛应用在机械、轻工、医疗家庭耐用消费和建筑领域,然而一般的不锈钢材料由于硬度偏低、不耐磨损而被限制了应用,需要额外的措施以达到保护不锈钢制品表面的目的。因此,激光熔覆司太立合金及其复合涂层在304不锈钢上的研究有较大的实际意义。本文利用激光熔覆技术在304不锈钢表面制备了司太立12涂层及司太立12和TiC复合涂层,通过多次试验优化参数,最终获得成形质量较高,缺陷较少的单道熔覆层。再使用最优参数进行多道次的搭接,以制备更大面积的熔覆层。利用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪观察并且分析了熔覆层的显微组织、成分分布及相组成。对不同涂层显微硬度及摩擦磨损性能测试,对涂层的耐磨性进行了评估。显微组织及成分分析结果表明,在304不锈钢基体上,司太立12涂层成形良好,表面略有熔渣,与基体有良好的冶金结合。涂层截面呈现凸起的形貌,其组织细小均匀,无明显的气孔和裂纹。不同功率和扫描速度处理的司太立12涂层微观组织比较接近,均有树枝晶和胞状晶出现。扫描速度对涂层的组织形貌有较为明显的影响,扫描速度越快,树枝晶越少而胞状晶越多。激光功率的变化对涂层组织形貌也有一定影响,随着激光功率的增加,树枝晶越少而胞状晶越密集。司太立12和TiC复合涂层组织细密,但熔覆层不够连续且有较多飞溅,1号和3号的中部有较多的气孔并存在较大的横向裂纹。同成分的司太立12和TiC复合涂层,激光熔覆层微观组织比较接近,都由树枝晶和胞状晶组成的,并含有比较接近的相。显微硬度测试及摩擦磨损测试结果表明,司太立12涂层的硬度明显高于基材304不锈钢,达到基体的2倍以上。激光功率较高时,熔覆层组织分布均匀,再结晶晶粒大小基本一致,无明显团簇,对熔覆层组织起了细晶强化的作用,有较高的硬度。较低的扫描速度可以显著提升熔覆层的硬度。当激光功率较高时熔覆层有较高的硬度。同时也有良好的摩擦磨损,涂层中组织致密而均匀,使涂层的强度与韧性得到明显增强,最大程度的避免了摩擦磨损过程中涂层开裂和剥落状况的出现。涂层的高硬度,既减轻了后续摩擦过程中磨屑对摩擦表面的犁削作用,也防止了粘着磨损。不同成分的司太立12和TiC复合涂层,激光熔覆层微观组织比较接近,都是由树枝晶和胞状晶组成的,并含有比较接近的相。在残留TiC颗粒对涂层组织的增强作用下,司太立12和TiC复合涂层的显微硬度及耐磨性相比基体304不锈钢均有显著提高。