水冷壁作为火电锅炉的主要受热部分,多采用20g钢制造,在运行过程中容易出现磨损现象,需要对磨损区域进行修复。本文采用TIG熔覆镍基自熔性粉末在20g钢表面制备耐磨层,分析了组织及性能,利用原位合成的方法,在熔覆层中生成增强相颗粒,分析了典型界面结构,研究工艺参数及粉末成分配比对熔覆层组织及性能的影响,结合试验结果和热力学计算探讨了增强相生成机理。采用镍基自熔性合金粉末Ni₄₅为熔覆材料制备了耐磨熔覆层,研究熔覆电流、熔覆速度、电弧高度和保护气流量对熔覆层的影响,当熔覆电流120A,熔覆速度为2.5mm/s时,得到了宏观成型良好的熔覆层,熔覆层主要由Fe-Ni固溶体组成,硬度最高为3₄₅HV,约为母材的2倍。采用(Ni₄₅+Ti+BN)作为熔覆材料,在熔覆层中生成增强相陶瓷颗粒来提高熔覆层的耐磨性,熔覆层主要由Fe-Ni固溶体和Ti N、Ti B2增强相颗粒组成,采用热力学计算和元素面扫描分析了熔覆层中增强相的反应生成机理。研究了熔覆工艺参数和粉末成分对熔覆层组织性能的影响,随着熔覆热输入的增大,熔覆层的硬度逐渐提高;随着BN比例提高,熔覆层硬度先增大后减小;增大（Ti+BN）的质量分数使第二相的数量提升,进而提升熔覆层硬度,但是（Ti+BN）的质量分数达到一定值后,硬度不会再有明显的提升。当粉末成分BN/Ti摩尔比2/3,（Ti+BN）质量分数25%,熔覆电流120A,熔覆速度为3mm/s时,熔覆层的显微硬度达到最大值425.15HV。考虑BN在电弧下易升华不稳定的问题,采用(Ni₄₅-Ti-B₄C)作为熔覆材料,分析了Ni₄₅-Ti-B₄C熔覆层的典型微观结构,熔覆层主要由三个部分组成,即Fe-Ni固溶体,增强相颗粒Ti C、Ti B2和条状铁素体。探究了熔覆电流、熔覆速度,和粉末成分配比对熔覆层的影响,当热输入不足时,熔覆层中存在未完全熔化或反应的区域;热输入过大时,母材熔化过多,稀释率大。B₄C比例较大时,在熔覆层近表面处生成大尺寸的增强相颗粒;（Ti+B₄C）的质量分数增大时,增强相数量增加,熔覆层硬度增大,但更容易出现宏观缺陷。当粉末成分为B₄C/Ti的摩尔比1/3,（Ti+B₄C）的质量分数25%,熔覆电流120A,熔覆速度为3mm/s时,熔覆层的显微硬度达到468.2HV。