本文研究了一种高硬度高韧性耐磨埋弧堆焊用金属粉型药芯焊丝。金属粉型药芯焊丝是近年来国际发展的新趋势,被称为“代替实芯焊丝的焊接材料”。本研究焊丝具有焊接质量好、无渣、高效率和合金成分可方便调节等优点外,合理的设计粉芯中的合金成分,按通常工序制造与修复高速钢零部件,热剪刃和冷轧辊等设备。影响堆焊金属性能的主要因素是堆焊金属的成分、堆焊工艺参数及焊后热处理制度等。本文通过一系列对比试验,确定了适用本焊丝堆焊的焊接工艺参数和热处理规范。在最佳组合状态下进行堆焊试验,堆焊工艺性能良好,堆焊金属的力学性能优良,基本满足高速钢零部件,热剪刃和冷轧辊工作要求。全文优化调整合金体系,总结了焊丝轧制的经验,改善各种工艺性能,分析了几个特性参数的影响,确定了适宜的回火工艺,在焊缝金属细化晶粒方面,适当加入细化晶粒元素变质处理可明显细化晶粒,提高硬度、耐磨性和冲击韧性。通过金相组织、扫描电镜以及X-射线衍射,确定了优化合金体系的组织为针状马氏体和一部分残余奥氏体的混合物。本文还对部分合金元素如C, Cr, V, W,Mo, Mn, B, Re对堆焊层硬度变化、冲击韧性、耐磨性及抗裂性的影响进行分析,最后通过试验考察了堆焊层金属的耐磨粒磨损性能、抗裂性。本文研制的高硬度高韧性耐磨埋弧堆焊用药芯焊丝,堆焊层硬度≥60HRC,硬度均匀性为±3.0HRC,焊后堆焊层无冷,热裂纹,耐磨性和冲击韧度良好,是高硬度,高抗裂,高耐磨性较好统一的药芯焊丝。