综述：稀土元素改善激光熔覆涂层微观结构与性能的综合评述

（编辑推荐）本综述系统阐述了稀土元素（REEs）在激光熔覆（LC）技术中的关键作用：通过细化晶粒、抑制气孔裂纹、提升熔池流动性等机制，显著改善铁基/镍基/钴基/高熵合金（HEA）涂层的硬度、耐磨性及耐蚀性。研究聚焦CeO2、La2O3等稀土氧化物（REOs）的晶界钉扎（pinning effect）与固溶强化效应，为工业应用提供理论支撑，同时指出规模化生产的挑战。

　　

Abstract

稀土元素粉末加入熔覆粉体能有效调控激光熔覆涂层的微观结构，提升成形质量与性能。本文综述了稀土元素对铁基、镍基、钴基及高熵合金（HEA）涂层的影响机制，重点探讨其对熔池流动性、晶粒细化及涂层-基体界面结合的优化作用。

Introduction

工程合金在极端工况下面临高温、腐蚀与磨损挑战，激光熔覆（LC）技术凭借高效、环保等优势成为表面强化的核心手段。然而快速加热/冷却易导致裂纹与应力集中，而稀土元素（如Ce、La氧化物）的引入通过降低界面能、提供形核位点，显著改善涂层缺陷。

Adding rare earth element in laser cladded Fe-based coatings

铁基涂层因经济性广受工业青睐，但易出现粉末未熔合、气孔等问题。添加La₂O₃可细化α-Fe相晶粒，使硬度提升20%-30%，同时稀土原子拖曳晶界迁移（dragging effect）抑制裂纹扩展。

Adding rare earth element in laser cladded Ni-based coatings

镍基涂层的高温抗氧化性优异，但存在成分偏析。Y₂O₃的加入使γ-Ni晶粒尺寸减小50%，磨损率降低40%，其钉扎效应（pinning）阻碍位错运动，提升涂层结合强度。

Adding rare earth element in laser cladded Co-based coatings

钴基涂层的润湿性优异，但熔池流动性差。CeO₂通过降低熔体表面张力，使枝晶间距从15μm缩减至5μm，腐蚀电流密度下降1个数量级。

Adding rare earth element in laser cladded high-entropy alloys coatings

高熵合金（HEAs）的等摩尔设计遇制备难题。LaB₆添加使FeCoNiCrMo HEA涂层裂纹敏感性降低70%，归因于稀土抑制元素偏聚与应力集中。

Industrial application status and challenge

尽管稀土改性效果显著，但工业化面临粉末成本高、工艺参数敏感等挑战。未来需开发低成本稀土复合粉体与智能调控技术。

Summary and outlook

稀土元素通过细晶强化与固溶强化双路径提升涂层性能，但需深化稀土-熔体相互作用机理研究，推动其在航空航天等高端领域的应用。