镍基复合材料具有良好的高温强度、抗热疲劳、抗氧化和抗热腐蚀性能,是取代传统镍基高温合金,用于制造航空、舰船以及工业燃气涡轮发动机中重要受热部件的新型材料。本课题主要研究目的是实现纳米SiC颗粒增强镍基合金在熔覆过程中有良好的冶金结合,形成无明显缺陷的熔覆涂层。在进一步的研究过程中,探究纳米颗粒添加量对熔覆组织性能的影响,最终目的是在激光熔覆条件下形成在显微硬度、组织形貌、机械强度、耐腐蚀性及耐摩擦性能优异的纳米复合涂层。本文通过改变激光功率P、扫描速度V、离焦量及铺粉厚度研究了熔覆层的外观形貌,包括高度、熔池深度及稀释率,并由此确定了激光熔覆的最佳实验参数。在此基础上,向熔覆层中添加不同比例的纳米SiC颗粒,以此改变其相组成并影响其机械性能。采用金相显微镜、扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)对熔覆层的显微组织,元素分布及相组成进行了研究;采用了显微硬度仪、马弗炉及摩擦磨损试验仪对熔覆层的显微硬度、高温氧化情况及摩擦磨损等机械性能进行了研究。实验结果表明,在当前实验条件下,激光熔覆的最佳实验参数为激光功率400W、扫描速度8mm/s、离焦量13mm、铺粉厚度0.8mm。熔覆层顶部为较细的转向树枝晶,中部为相对粗大的柱状树枝晶,底部与基材结合出为平面晶和胞状晶,显微组织随着纳米SiC的添加量增加,其树枝晶的密度逐渐变大,XRD分析结果表明,熔覆层组织中并未有SiC相的存在,这说明在激光熔覆过程中,纳米SiC颗粒受热分解,且其产生的微粒致使γ-枝晶间形成了多种碳化物(M7C3、M23C6)。因此,纳米SiC的添加显著提高了熔覆层的显微硬度。通过显微硬度仪测试,基材硬度为350HV,未添加纳米SiC的熔覆层硬度为590HV,随着纳米SiC的添加,其显微硬度可增加至1189HV,是基材硬度的3倍,未添加纳米SiC熔覆层的2倍。氧化增重实验表明,在高温氧化前期,试件的氧化增重随时间成直线型上升,当氧化膜完整致密后,其氧化增重速度有所减缓,实验表明,当纳米SiC的添加量为5%时,其抗氧化性能最好。纳米SiC的添加显著地增强了熔覆层的耐磨性能,其磨损机制主要为磨粒磨损,但随着添加量的增加,磨痕表面产生脆性变形和裂纹,纳米SiC添加量为5%时,其耐磨性最好。