激光熔覆技术可在廉价碳钢表面制备出具有高耐磨/耐蚀性能的功能涂层,从而取代昂贵的整体合金,有效降低生产成本,在绿色制造和再制造领域应用潜力巨大。然而,激光熔覆是熔覆材料迅速熔化并快速凝固的过程,并且熔覆材料往往与基体材料性能存在差异,因此在“急热骤冷”中不可避免地产生组织应力和热应力,造成熔覆层微裂纹和微孔隙等缺陷。熔覆层直接成形表面粗糙,需要进行熔覆后机械加工。熔覆层材料多为高强合金,硬度高、塑性差。课题着眼于熔覆层熔覆后机械加工过程,基于传统超声滚压表面强化工艺（Ultrasonic burnishing,UB）,研究提出了温度场辅助超声滚压强化工艺,并探索了两种不同的温度场辅助方式,即超声温滚压（Ultrasonic warm burnishing,UWB）和超声温滚压耦合后热处理（Ultrasonic warm burnishing coupled with sequent heat treatment,UWB/HT）。选择Fe基合金粉末为熔覆材料,以表面粗糙度,孔隙率,硬度,残余应力,晶粒尺寸为熔覆层成形表面完整性特征参数,实验研究了两种温度场辅助方式对熔覆层成形表面完整性及其耐腐蚀性能的影响机制,确定了最优工艺。进一步探索了最优工艺中,温度场参数对熔覆层成形表面完整性和耐腐蚀性能的影响规律。主要研究内容和结论包括:（1）研究了超声滚压过程中温度场辅助方式对Fe基熔覆层成形表面完整性的影响机制。采用精车削为对比工艺,对UB、UWB和UWB/HT处理熔覆层的成形表面完整性进行对比分析及定量评价。结果表明,三种超声滚压工艺均在不同程度上提高了熔覆层成形表面完整性。相比于UB工艺,UWB及UWB/HT工艺表面强化效果更好,其中UWB/HT工艺强化效果最为显著。在UB过程中,静载荷耦合超声振动诱导声塑性效应,使熔覆层材料发生强制塑性变形,实现表面滚光和强化。UWB工艺中,超声振动产生的声塑性和温度场产生的温塑性共同作用于材料表面,降低了材料变形抗力,材料更容易产生大塑性变形（Severe plastic deformation,SPD）,因此表面强化工艺效果更好与UWB工艺相比,UWB/HT工艺中滚压后热处理过程可以促进沉淀强化,均匀应力分布,从而进一步提高表面强化效果。根据成形表面完整性评价结果,在三种熔覆层后处理工艺中,UWB/HT工艺在改善熔覆层表面性能方面具有最优工艺效果。（2）基于Tafel外推法拟合不同工艺处理熔覆层的极化曲线（CV）,测定腐蚀电位,腐蚀电流及腐蚀速率,同时对交流阻抗谱（EIS）和bode曲线进行对比分析,并进行等效电路拟合。结果表明,车削试样的腐蚀速率为0.0674 mm/year,而UB、UWB、UWB/HT处理熔覆层分别降低至0.0392,0.0136,0.0096 mm/year,四种熔覆层试样表面均发生钝化,且经超声滚压处理的试样其钝化现象更为明显。熔覆层耐腐蚀性能的提高归因于表面粗糙度,孔隙率、晶粒尺寸,残余应力等成形表面完整性参数的改善。（3）设计并开展了二因素三水平全因子实验,研究了UWB/HT工艺中温度场工艺参数对Fe基熔覆层成形表面完整性的影响机制。实验结果表明,熔覆层表面粗糙度、孔隙率、晶粒尺寸随加热温度的提高而减小,硬度和残余压应力随加热温度的提高而增大;粗糙度随保温时间的延长而略微上升,残余压应力随保温时间的时间的延长而降低;保温时间对孔隙率及晶粒尺寸影响效果不显著。在加热温度为100℃和200℃条件下,硬度随保温时间的增加而下降;在加热温度为400℃条件下,硬度随保温时间的延长先增大后降低。随着加热温度的提高,材料温塑性效应增加,材料变形抗力更低,塑性变形量越大。同时,在较高温度条件下,熔覆层材料在保温过程中可以获得静态应变时效强化。然而,过长的保温时间反而可能造成塑性变形部分恢复,从而降低熔覆层成形表面完整性。（4）研究了UWB/HT工艺中温度场工艺参数对Fe基熔覆层耐腐蚀性能的影响机理。九组熔覆层试样表面均有钝化膜生成。试样腐蚀速率随加热温度的升高而降低,试样成形表面完整性的改善是Fe基熔覆层耐腐蚀性能提升的实质原因,同时腐蚀过程中Cr、Mo等元素被氧化,形成钝化膜,有利于熔覆层耐腐蚀性能提升。试样耐腐蚀性随保温时间的延长而下降。以加热温度和保温时间为输入参数,腐蚀速率为输出响应,基于一阶多项式函数形式,建立了温度场参数影响熔覆层腐蚀速率预测模型。