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本文利用等离子堆焊技术在低碳钢表面制备了Ni50堆焊层,并在此基础上制备添加20%及40%Cr3C2粒子的Ni+Cr3C2复合堆焊层以及复合添加20%Cr3C2+1%Ti和40%Cr3C2+1%Ti的Ni+Cr3C2+Ti复合堆焊层。主要研究了Cr3C2以及复合添加Cr3C2+Ti对Ni50堆焊层组织与磨损性能的影响。利用X射线衍射仪(XRD)、金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)及能谱分析(EDS)等手段研究了各涂层的组织结构;通过硬度试验、纳米压痕试验、电化学腐蚀试验、滑动磨损试验、冲击磨损实验以及POD销盘磨损试验研究了各涂层的性能。XRD分析表明,Ni50堆焊层主要相为γ-Ni、Cr23C6、CrB和Ni3B相;Ni+20%Cr3C2复合堆焊层主要组成相为γ-Ni、Cr23C6、Cr7C3、Cr3C2和CrB,Ni+40%Cr3C2复合堆焊层主要组成相为γ-Ni、Cr23C6、Cr7C3、Cr3C2和Cr2B;复合添加Cr3C2+Ti后,Ni+Cr3C2+Ti堆焊层中没有增加新相,但Ni+20%Cr3C2+Ti堆焊层中Cr3C2相消失。Ni50堆焊层主要由γ-Ni枝晶组织及其间共晶组织和各种化合物组成。添加Cr3C2后Ni+20%Cr3C2堆焊层组织主要为相对细小均匀的枝晶组织和化合物组成,并有少量初生含铬碳化物;而Ni+40%Cr3C2堆焊层组织主要由大量初生碳化物和细小枝晶组织组成。随Cr3C2加入量的增加,Ni+Cr3C2堆焊层的表面和截面硬度均得到提高,但涂层韧性降低;与Ni50堆焊层相比,在高温磨损条件下,Ni+Cr3C2复合堆焊层剥落减轻;在滑动及冲击磨损试验中,Ni+Cr3C2复合堆焊层犁沟、塑性变形减轻;但Ni+40%Cr3C2堆焊层在冲击磨损过程中表面存在大块剥落及裂纹。复合添加Cr3C2+Ti后,涂层枝晶组织进一步细化,生成碳化物数量增加,碳化物细化且分布更加均匀。与Ni+Cr3C2堆焊层相比,Ni+20%Cr3C2+Ti堆焊层硬度有较大提高,Ni+40%Cr3C2+Ti堆焊层硬度变化不大,但涂层横截面方向硬度起伏减小,同时涂层塑韧性明显改善;Ni+Cr3C2+Ti堆焊层表面在滑动及冲击磨损实验中只有轻微犁沟及剥落,在高温磨损条件下也表现出较好的耐磨损性能;同时Ni+Cr3C2+Ti堆焊层因组织细化、固溶作用增强,耐蚀性提高。