我国河流泥沙含量较高，导致水轮机过流部件磨蚀严重，使用寿命缩短，维修成本上升，影响了发电机组运行的可靠性和经济性，因此开展水轮机磨蚀机理和防护涂层的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。 本文采用超音速火焰喷涂和火焰粉末喷熔工艺，分别制备微米，纳米WC-Co喷涂层和NiWC35，Ni45，Ni46，Ni60，Ni67喷熔层。通过对这两类涂层的硬度和抗冲蚀性能的试验以及对涂层表面的金相观察、扫描电镜(SEM)和电子探针能谱分析(EPMA)，探讨涂层抗冲蚀机理，在此基础上，将几种涂层的抗冲蚀性能进行了比较。 本文分六章： 第1章为绪论。综述了国内外对纳米涂层材料及喷涂工艺理论的研究现状，介绍了纳米涂层材料性能及制备方法，阐述了本文的研究目的、意义与主要研究内容。 第2章介绍了冲蚀机理的国内外研究现状、水轮机冲蚀现象与影响因素以及水轮机叶片材料的发展过程。 第3章主要介绍了WC、Co及微纳米WC-Co材料的特性、涂层材料选择、超音速火焰喷涂技术、喷涂工艺参数优化以及防护层试样制备。 第4章对涂层试样进行金相组织分析和涂层硬度试验，并选用NiWC35，Ni46和Ni67三种喷熔层在八种工况下进行抗冲蚀性能试验，以优化试验工况，确定其它涂层抗冲蚀试验工况。 第5章对Ni45喷熔层、Ni60喷熔层、微米WC-Co喷涂层、NEI纳米WC-Co喷涂层和Inframat纳米WC-Co喷涂层等五种试样在第四章确定的工况下进行抗冲蚀性能对比试验，以评价各种防护涂层性能的优劣。 研究表明，各种防护层都具有较好的抗冲蚀性能，其中以超音速火焰喷涂制备的纳米WC-Co涂层最佳，不但硬度高，而且韧性好，具备了优异的抗冲蚀性能，可望在水轮机过流部件上得到应用；其次为微米WC-Co涂层。NiWC35喷熔层由于加入了35％陶瓷WC，使得硬度有明显提高，抗冲蚀性能强于其它四种镍基合金喷熔层。