本发明公开一种45钢表面CrN-Cr梯度涂层及其制备方法与应用。采用双辉等离子表面技术获得沉积在45钢表面的梯度涂层,所述CrN/Cr梯度涂层包括靠近基体侧Fe,Cr,N的扩散层和外侧CrN层；所述扩散层的厚度为10-20μm,扩散层中Fe,Cr,N元素存在扩散现象,Fe元素自基体向涂层方向扩散,Cr,N元素自涂层向基体扩散；所述CrN层的厚度为5-20μm,N元素自涂层向基体扩散且含量逐渐下降。本发明CrN/Cr梯度涂层,与45钢基体间结合力良好,减缓了涂层基体间因性质差异而引起的破损与失效,从而起到保护基体,延长使用寿命的效果,适合用于连杆、齿轮,轴或其他易发生摩擦磨损的钢铁零部件。