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为了提高超超临界汽轮机叶片的使用性能，延长其使用寿命，利用射频磁控溅射技术在叶片用1Cr10Co3MoWVNbNB耐热钢表面制备了CrN/ZrN涂层。采用扫描电子显微镜和原子力显微镜对CrN/ZrN涂层的表面形貌和粗糙度进行了观察和分析，并通过能谱仪对涂层成分进行测定，使用X射线衍射仪分析了涂层的相组成，用纳米压痕技术和维氏显微硬度计测试了涂层的纳米硬度、弹性模量和显微硬度，又通过划痕实验、摩擦磨损实验和电化学实验研究了CrN/ZrN涂层的膜基结合力、耐磨性及耐腐蚀性能，着重分析了磁控溅射工艺参数对涂层结构和性能的影响，并对基体等离子渗氮处理后再磁控溅射CrN/ZrN涂层进行了探索性研究。研究结果表明：采用优化后的磁控溅射工艺参数可以获得综合性能较好的CrN/ZrN涂层，涂层表面均匀、致密、缺陷较少，呈晶态结构，主要由CrN、ZrN以及一定量的纯Cr、Zr相构成。工艺参数对涂层结构和性能的影响比较复杂，较高的溅射功率有助于提高涂层的硬度、弹性模量和膜基结合力，偏压值取100V较为合适，过高或过低的偏压对涂层性能都是不利的，在N2流量4sccm，Ar流量16sccm时涂层综合性能较好，升高基体温度能促进原子扩散从而获得更加致密的涂层，进一步增强了涂层的耐蚀性，但是涂层的耐磨性有一定程度的降低。在优化工艺下可以获得硬度19GPa、弹性模量260GPa、膜基结合力52N、摩擦系数0.2、自腐蚀电流比基体低一个数量级，比基体更耐磨和耐腐蚀的CrN/ZrN涂层。对基体等离子渗氮后磁控溅射涂层，涂层的硬度和弹性模量得到大幅度提高，分别可以达到31GPa、414GPa，但是涂层结合力有所下降，存在点状缺陷，耐磨性和耐腐蚀性好于基体但与单一磁控溅射涂层相比有所降低。