针对轨道交通用贝氏体钢,通过采用激光表面改性技术开展激光重熔/熔覆技术在其表面制备了一种高硬度耐磨涂层。通过金相显微镜、扫描电镜表征组织结构的演变过程,采用有限元法模拟分析了不同扫描速度下熔池流场及温度场的状态,采用能谱仪及X射线衍射分析改性层中元素的分布及相的组成,采用透射电镜对表面改性层晶体结构演变进行分析。利用纳米压痕仪,显微硬度计及干滑动摩擦磨损等测试方法,结合白光干涉仪研究了改性层的硬度梯度及耐磨性变化。在激光重熔实验中,通过对贝氏体钢进行激光重熔处理并对改性层测试分析,激光改性层表面粗糙度及改性层深度随着扫描速度的降低而逐步粗糙及加深,最大深度为152μm。单道激光重熔实验中的改性层具有明显的分区,这与各个部位的温度梯度及冷却速率密切相关。表层区域硬度突变源于细小的马氏体组织,表层往下,不同深度的马氏体亚结构组织发生了显著的变化,有大量位错及孪晶的形成。同搭接率多道重熔实验中,激光改性层磨损量较基体最大减少1/2,并随着扫描速度的增大逐渐降低。在同速度不同搭接率的实验中,通过矩阵压痕得出的重熔层硬度分布说明后道激光对前道的热影响作用。与此同时,合理的增大或减小扫描间距,以获取硬度分布显现为软硬交替的改性层表面,对改善材料表面耐磨性和提升激光表面改性效率至关重要。在激光熔覆实验中,随着激光扫描速度的增加,熔覆层中部组织结构逐渐变得细小,致密,枝晶所占熔覆层面积逐渐由77%下降到69.4%。通过模拟熔池横截面的温度场及流场的分布发现,扫描速度越大时,低的能量密度输入导致生成的熔池较小,从而使得熔池中由Marangoni应力产生的对流环曲率更小,沿扫描方向的剪切力变大,一次树枝晶生长受阻,产生更多的形核点,晶体生长逐渐紊乱无序。除此以外,扫描速度的变化影响着熔池的冷却速率。枝晶与枝晶间元素分布不均匀,这种现象随着扫描速度的增加愈发明显。然而,激光扫描速度的变化几乎不影响熔覆层中的物相改变,其中M₂₃C₆碳化物与γ-Fe组成的共晶体是熔覆层硬度提高的关键。通过计算摩擦系数,体积损失量、及磨损表面表征发现,涂层耐磨性的提升随着扫描速度的增加而提高,这得益于激光熔覆涂层的晶粒细小、均匀,熔覆层中M₂₃C₆碳化物与γ-Fe组成的共晶体面积增大。