高熵合金具有很广泛的应用价值。目前，传统的铁基合金达不到高速切削的要求，为提高传统刀具材料在高速切削下的性能，国内外通过激光熔覆技术对传统刀具材料进行了改性。本文综述上述研究，同时也总结高熵合金块体与涂层的制备方法及研究现状。从热力学半经验判据设计合金成分出发，首先，介绍成分设计下的基础合金体系的显微组织与性能，探究添加不同合金化元素对涂层组织与性能的影响机制。其次，介绍退火和工艺参数对刀具表面激光熔覆高熔点高熵合金涂层的组织与性能的影响。最后展望高熔点高熵合金涂层的发展前景。

利用6 kW光纤激光器，采用预置粉末法在304不锈钢表面激光熔覆制备Fe17Mn5Si10Cr5Ni记忆合金涂层。利用扫描式电子显微镜、X射线衍射仪及往复摩擦试验仪等设备对涂层的微观组织、相组成进行研究，对涂层及基材的耐磨性能、接触疲劳特性进行对比分析，并利用小孔法对试样的残余应力进行测量。结果表明：记忆合金涂层自界面到顶端分别由平面晶、包状晶、柱状晶组成；涂层磨损机制为磨粒磨损，基材磨损机制为粘着磨损，涂层磨损量仅为基材磨损量的三分之一，耐磨性优于基材；涂层接触疲劳强度优于基材；熔覆试样残余应力较基材低。应力诱发γ→ε马氏体相变是涂层力学性能优异的根本原因。

为了提高材料表面的耐磨性和高温抗氧化性，在Q235钢表面激光熔覆制备了MoFeCrTiWSi_xAl_y(x=0或1且y=0 或1)高熵合金(HEA)涂层，采用X 射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和磨损试验机研究了Si、Al对涂层的组织、相结构、耐磨性及高温抗氧化性能的影响。结果表明,激光熔覆MoFeCrTiWSi_xAl_y高熵合金涂层的主体相均为BCC 相，Si、Al的添加均使BCC 相的晶格常数减小。当x=0，y=1时，涂层由单一的BCC 相组成，组织为细小的树枝晶，但耐磨性较低；当x=1且y=0或1时，涂层中出现少量的金属间化合物，提高了涂层的耐磨性。MoFeCrTiWSi_xAl_y系高熵合金涂层在800℃时的高温抗氧化性能较高，添加Si、Al可进一步提高涂层的高温抗氧化性。

为了提高材料表面的耐磨性和高温抗氧化性，利用激光熔覆技术在Q235钢表面制备了MoFeCrTiW高熵合金涂层，并采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）和磨损试验机等研究了Si，Al添加对高熵合金涂层组织、相结构、耐磨性和高温抗氧化性能的影响。结果表明：激光熔覆MoFeCrTiW高熵合金涂层组织为等轴晶，单独添加等物质的量的Si或Al时，涂层分别为共晶组织或树枝晶，同时添加等物质的量的Si和Al时，涂层组织为细小的等轴晶。各高熵合金涂层的主体相均为BCC相，随着Si,Al的添加，BCC相的晶格常数减小。添加等物质的量的Al有助于抑制涂层中金属间化合物的形成，使涂层耐磨性降低；添加等物质的量的Si则会形成含Si的金属间化合物和一些未知相，提高涂层耐磨性。激光熔覆MoFeCrTiW高熵合金涂层在800 ℃的抗氧化性较高，Si、Al的添加可使涂层的高温抗氧化性进一步提高。

为了提高材料的高温抗氧化性, 采用激光原位合成的方法制备了TiC-TiB2/Fe复合涂层, 并进行了理论分析和实验验证, 取得了复合涂层的相组成、显微组织及抗氧化性能数据。结果表明, 涂层物相主要由α-Fe,TiC,TiB2和 (Fe,Cr)7C3等组成, 细小的方块状TiC颗粒和长条状TiB2均匀弥散分布于涂层基体上。经600℃恒温氧化60h后, TiC-TiB2/Fe复合涂层表面形成了连续致密的氧化膜, 其主要由细小的Fe2O3,FeCr2O4,(Cr,Fe)2O3、金红石型TiO2以及Al2O3等球状颗粒组成, 颗粒排列紧密, 各氧化物形成热力学条件是满足的。复合涂层在600℃的恒温氧化动力学曲线呈抛物线型, 在最初的10h内氧化增重速度较快, 之后曲线趋于平缓。60h后其增重仅为0.75mg/cm2, 抗氧化性能约是半钢的15倍。此研究结果对提高材料高温抗氧化性有一定的指导意义。

为获得高性能的涂层材料,采用TFL-H6000型横流式CO2激光成套加工机床在Q235钢表面制备高熵合金MnCrTiCoNiSix(x＝0.0、0.5、1.0)涂层,探究了Si对高熵涂层组织和性能的影响。通过金相、XRD、硬度测试等手段研究了高熵合金涂层的组织形貌,相结构以及硬度。结果表明: 高熵合金MnCrTiCoNiSix涂层主要由Fcc相结构及金属间化合物组成。添加少量的Si,可致金属间化合物减少,衍射峰强度增大,晶格的完整程度增强,涂层的硬度显著下降到200 HV左右。当x＝1时,涂层主要组织为枝状晶,同时在枝晶间出现了大量金属间化合物(Mn3Cr3)Ni16Si,而且晶格常数增大,衍射峰强度减低,涂层的表面硬度升高到300 HV左右。

为了获得高性能的涂层材料,采用激光熔覆的方法,在Q235钢基体上制备了FeSiCrCoMo高熵合金涂层, 并研究了WC对高熵合金涂层的组织和性能的影响。通过金相、X射线衍射、扫描电镜、硬度计、磨损试验机分别研究了添加WC前后涂层的微观形貌、相结构、硬度及磨损性能。结果表明: 高熵合金FeSiCrCoMo涂层组织为粗大枝状晶,主要由BCC相和金属间化合物构成,添加WC后,涂层中形成了致密细小的胞状晶,同时BCC相增多,金属间化合物明显减少;添加WC后涂层的硬度明显增强,平均硬度提升了23%,涂层表面平均硬度达到了687 HV0.2;WC的添加使得涂层的摩擦系数减小,磨损率减小,耐磨性能提高。

为了改善金属卷筒的组织性能，采用Mo+Y2O3制成合金粉末，将粘接剂均匀涂覆在40Cr钢基材表面，用CO2激光器对材料表面进行了激光合金化处理。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计、磨损试验机研究了Mo+Y2O3对合金化层的硬度、耐磨性、组织结构、形成机理的影响。结果表明，在加入稀土氧化物Y2O3后，合金层晶粒显著细化，晶界得到强化，增加了显微组织的均匀性、致密性，硬度、耐磨性得到显著提高，有利于提高金属卷筒表面的硬度和耐磨性

为了改善超高强度 40 CrNi2Si2MoVA钢的焊接性能, 采用 CO2激光对其进行了焊接处理。利用 OM、显微硬度仪和电子万能试验机等对激光焊接接头的显微组织、硬度、拉伸强度进行了研究。结果表明, 固定输出功率 P, 扫描速度 v从 120～240 mm/min变化时, 随着扫描速度的增加, 焊缝区、热影响区(H.A.Z)宽度变窄, 焊缝区硬度值减小, 而热影响区硬度增大; 固定扫描速度, 激光功率从 1.4～2.0 kW变化时, 随着功率的增加, 焊缝区、热影响区宽度变宽, 焊缝组织变得粗大, 焊缝区硬度值增大, 而 H.A.Z硬度值有所减小; 当激光功率为 1.6 kW、扫描速度 150 mm/min时, 焊接接头组织细小、均匀, 抗拉强度最高值达到 1 653 MPa。

为了减少激光熔覆过程中基材与生物陶瓷涂层之间的热应力，提高涂层与基材的结合强度，设计了一种稀土活性生物梯度陶瓷涂层，采用宽带激光熔覆技术，在TC4合金上制备了含HA+β-TCP稀土活性梯度生物陶瓷复合涂层。利用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、模拟体液（SBF）以及电化学分析仪等手段对涂层组织结构、生物活性及耐腐蚀性进行了研究。结果表明，生物活性稀土梯度涂层分为基材、合金化层以及生物陶瓷层3个层次，且各梯度层之间均为良好的化学冶金结合；稀土氧化物Nd2O3在宽带激光熔覆生物陶瓷的过程中具有催化合成HA+β-TCP的作用，且当Nd2O3质量分数为0.6%时，催化合成HA+β-TCP的量最多；当Nd2O3质量分数为0.4%～0.6%时，涂层的耐腐蚀性最好且涂层表面沉积的磷灰石相的量最多，具有最佳的生物活性。