钛合金作为一种轻质结构材料,具有比重小、比强度高、耐蚀性能好、高温力学性能好等优良特性,被广泛应用于航空航天领域。然而,钛合金因其硬度低、摩擦系数大、耐磨性能差等缺点易导致磨损、疲劳等失效形式发生。采用激光熔覆技术制备FeCoCrNi高熵合金熔覆层可以有效提高钛合金的表面耐磨性能,但熔覆层中的裂纹缺陷会严重影响涂层的耐磨性能,且当前FeCoCrNi高熵合金熔覆层裂纹缺陷的形成机理及其应对机制仍缺乏深入研究。因此,本文针对TC4表面FeCoCrNiTix高熵合金激光熔覆技术开展了实验与仿真研究,重点分析了应力应变对熔覆层裂纹缺陷的影响规律,并针对裂纹敏感性及其形成机理进行深入探究,最后获得了结构健全、缺陷极少的熔覆层,为后续抑制裂纹缺陷的研究提供了理论依据。首先,运用MSC.Marc有限元分析软件建立了TC4表面FeCoCrNi高熵合金激光熔覆层的热-应力耦合模型,获得了不同工艺参数下熔覆层的应力应变仿真结果。结果表明,基体与熔覆层材料特性的差异是影响应力与应变分布的主要因素,而工艺参数的变化则主要影响应力应变的峰值。进一步分析了应力应变分布特征对裂纹缺陷的影响规律,发现熔合线处的拉应力最大,即裂纹易从熔覆层底部萌生扩展;且随热输入的增加,熔覆层的应力呈先减小再增大的明显趋势,表明裂纹率也随着热输入的增加先减小后增大。其次,运用“实验测试+统计学分析”的方法开展了TC4表面FeCoCrNiTix高熵合金激光熔覆层裂纹敏感性研究。根据X射线探伤结果,统计了不同工艺参数下熔覆层的裂纹位置及裂纹率,对仿真结果所表明的裂纹率与热输入之间的相互关系进行了试验验证。而且,实验结果表明粉层厚度与Ti元素含量对裂纹率均有着不同的影响规律。统计学分析结果表明,激光功率或扫描速度对裂纹率的影响规律与相应另一因素的取值极其相关,且二者对裂纹率的影响程度远大于其他因素。此外,裂纹率与各因素之间的回归方程拟合性较好,可信赖度在95%以上。最后,针对TC4表面FeCoCrNiTix高熵合金激光熔覆层的裂纹,按其形成原因进行了分类,并深入分析了每一种裂纹的形成及扩展机理。裂纹按其形成原因可分为应力致裂纹与缺陷致裂纹。其中应力致裂纹是由热应力、组织应力、约束应力和残余应力中一种或多种综合作用所导致的,多表现为方向明确的条状或网状裂纹。缺陷致裂纹则是源于气孔和未熔体等孔洞类缺陷、结合区微裂纹以及晶区间低强度界面处的应力集中现象,其主要沿熔覆层强度薄弱区向外扩展,方向并不固定。