在改善金属结构件的堆焊合金中，耐磨性一直是重点，其次是堆焊合金与金属材 料基体的结合度。在众多堆焊合金的选材中，Fe-Cr-C 基堆焊合金能满足上述要求， 因为其显微组织中含有大量的 M7C3 型碳化物，这种碳化物是一种优质的硬质相，其 硬度较高，具有很好的耐磨性[8]。不过，Fe-Cr-C 基合金通常是通过铸造的方式得到， 这种方式效率低下且成本高，所以，通过堆焊的手段制备 Fe-Cr-C 合金耐磨层近年来 已成主流[9]。

虽然，Fe-Cr-C 基堆焊合金具有较好的性能优势，但同样的，其劣势也十分明显， 因为在 Fe-Cr-C 基堆焊合金的显微组织中的 M7C3 型碳化物通常较为粗大，这些粗大 的碳化物会提高整个合金的脆性，而且在磨损时，粗大的碳化物很容易在磨屑的作用 下剥落。由于这一特性，导致了 Fe-Cr-C 基合金在堆焊层中的应用并不十分广泛[10]。

为了解决这一问题，让 Fe-Cr-C 基堆焊合金广泛应用，造福工业生产。在 Fe-Cr-C 基合金中加入一些微量的其它合金元素，如 V、B、Mo 等，在这些众多的合金元素 中，V 作为一种强碳化物生成元素，它既能与碳结合生成钒的碳化物，细化堆焊合金 的基体组织，又能替代合金中的 Cr 元素，形成同样具有高硬度的碳化物，所以，在 合金中加入 V，能强化其性能[12]。另外，钒在国内攀西地区资源丰富，因此，用碳化 钒颗粒增强合金性能的研究有着十分良好的应用前景[13]。论文网

1。2 堆焊技术及其发展

堆焊技术是焊接工艺方法中一种较为特殊的应用技术。因为相比传统的焊接目的 是为了将结构件进行连接，可堆焊的目的不是为了连接，而是采用焊接的各种手段方 法，在金属构件表面涂覆一层或几层材料，以实现对原金属构件恢复尺寸、或赋予其 耐磨、耐蚀、耐热等能满足特殊性能要求的表面涂层。

堆焊技术在中国的发展始于 20 世纪 50~60 年代。1962 年中国机械工程学会焊接 学会成立，次年对农具堆焊展开了专题研讨。1979 年焊接学会正式成立了堆焊委员 会（IC），后更名为堆焊与热喷涂表面工程专业委员会，并于 2000 年再次更名为堆 焊与表面工程专业委员会。堆焊委员会的成立为堆焊技术在我国的发展和推广起到了 重大的作用[14]。根据加入合金元素技术出现的先后顺序，可分为以下三种：

（1）堆焊技术的早期，是在焊条的药皮上加入所需的合金元素，再用这种药皮包 覆普通焊丝得到的焊条去堆焊，以达到堆焊性能要求。但这种方式在遇到熔渣的粘度 很大时，合金元素能融入到合金当中的量会大大减少。严重影响效果。不过，由于这 种方式实现起来比较方便灵活，现在还是有应用的空间[15]。

（2）后来随着技术的成熟，利用电弧的弧柱温度，将直接将覆盖在堆焊的表面上 的粉粒合金混合物熔化后，会在工件表面上形成一层碳化物的耐磨表面层。这种方法 的优点和缺点都很明显，优点是操作简单方便，焊接过程容易实现。缺点就是不能在 曲面上进行堆焊，且很难得到均匀的成分，生产效率也低[15]。

（3）目前来说，制备堆焊合金的最有效的方法就是利用药芯焊丝替代传统焊条 进行堆焊，在药芯焊丝中加入所要添加的合金元素，以达到预期的要求。这种方法最 大的优点就是灵活性高，可以根据不同的要求来调整药芯焊丝中的元素成分，而且在 使用无渣药芯焊丝时，前道焊完不需要敲渣，这就大大减少了焊缝夹杂的产生，优化 堆焊合金性能。但缺点是，药粉混合可能不均匀，在堆焊过程中容易产生合金元素成 分分布不均匀的现象。