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。