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作为地球上最轻的金属结构材料,镁及其合金不仅具有轻质高强易回收等一系列优点,而且储量丰富,同时在航空航天、汽车和国防等领域的应用价值也极其重要,被人们誉为“21世纪最具潜力的绿色工程材料”,但镁合金由于耐蚀性、耐磨性能较差,其性能的优势受到了严重限制。因此,通过采取适当的表面改性技术对镁合金表面综合性能进行改善具有很重要的现实意义本文以变形镁合金AZ31B为试验基材,分别探讨了Al-Si基纳米Si3N4粉末分别用激光熔覆、液氮极端冷却条件下激光熔覆及激光重熔等离子喷涂三种方法在AZ31B镁合金表面形成复合涂层的可行性,对三种不同方法下得到的改性层形貌做了研究讨论,并对改性层进行了组织和性能的分析。激光熔覆研究表明：熔覆层主要由上部的树枝晶、中部呈线性排列的黑色相和下部的粗大树枝晶组织组成。当纳米氮化硅含量为1%和5%时,熔覆层的物相分别为Al、AlN、Al9Si、Mg2Si和Al、AlN、Al9Si、Al3.21Si0.47、 Mg2Si;硬度分别是235HV0.05和260HV0.05,是基体的4-5倍；其腐蚀电位分别为-1204mV和-1212mV,相比AZ31B镁合金基体的-1586mV分别提高了382mV和374mV,其腐蚀电流密度分别为0.0705mA·cm-2和0.1056mA·cm-2比母材的0.5214mA·cm-2降低了大约一个数量级。在液氮极端冷却下的激光熔覆试验表明：熔覆层中也弥散分布了大量的黑色不规则颗粒,与空气冷却下试验的熔覆层组织相比,液氮冷却熔覆层晶粒明显细化,组织更加致密。熔覆层包括Al、AlN、Al9Si、Al3.21Si0.47、 Mg2Si五种物相；其最高硬度为286HV0.05,比基体提高5-6倍左右；其腐蚀电位和电流为-1185mV和0.0695mA·cm-2,相比基体的-1581mV和0.5214mA·cm-2,耐蚀性得到了极大改善。激光重熔试验结果表明：等离子喷涂层经激光重熔后与镁基体达到了良好的冶金结合,等离子喷涂复合涂层的物相由Al、Si、Al9Si、Al3.21Si0.4、 Al0.403Zn0.597、AlN六种物相组成,激光重熔层由Al、AlN、Al9Si、Al3.21Si0.47、 Mg2Si五种物相组成。在激光作用下,重熔层析出的金属问化合物AlN、Mg2Si及弥散的铝硅固溶体强化相有效提高了其显微硬度,最高值达到514HV0.05,是基体的10倍。在析出强化相作用下,重熔层的耐蚀性得到明显提高,自腐蚀电流较喷涂层和镁基体降低一个数量级。