在现代工业化生产中,许多机械重要零部件需要长期在高温、辐射、氧化、腐蚀等环境下进行作业,这使其比较容易受到损坏而报废。通过堆焊修复的方式对这些重要零部件进行绿色再制造,不仅可以节约零部件的更换成本、减少资源浪费,还可以延长零部件的使用周期,增加企业效益。堆焊技术是表面工程中的重要技术手段。过共晶Fe-Cr-C系列堆焊合金由于其较高的硬度、良好的耐磨性能和低廉的价格,在堆焊材料中备受关注。本文将第一性原理计算作为研究手段,对La₂O₃细化过共晶Fe-Cr-C系列堆焊合金中的M₇C₃进行了理论预测。计算结果表明,La₂O₃体相结构中的化学键是离子键和共价键的组合,M₇C₃碳化物各原子间则有离子键、金属键和共价键的共同作用,La₂O₃（111）/M₇C₃（0001）界面之间可以稳定成键、界面结合性较好。通过堆焊的方法分别制备了含有纳米稀土氧化物La₂O₃与不含纳米稀土氧化物La₂O₃的过共晶Fe-Cr-C系列堆焊合金。使用荧光光谱仪、碳硫分析仪测定了两种堆焊合金试样中元素的含量,采用洛式硬度计对试样硬度进行了测定,使用CSM球盘摩擦磨损试验机对试样的耐磨性能进行了测试,并通过金相组织观察、扫描电镜观察和EDS分析、透射电镜面扫和衍射斑点标定等方法分别对两种堆焊合金试样进行了显微组织观察和表征。试验结果表明,添加La₂O₃后,过共晶Fe-Cr-C堆焊合金中的初生M₇C₃碳化物得到了细化,在一定程度上提高堆焊合金的硬度,改善了耐磨性。在SEM、TEM观察和表征中发现了M₇C₃围绕La₂O₃生长的现象。可以证明La₂O₃细化初生M₇C₃碳化物是堆焊合金性能提高的原因。通过第一性原理计算,对La₂O₃和TiC之间的异质形核关系进行了理论预测,发现La₂O₃（110）/TiC（11 0）界面之间具有较好的界面结合性,同样可以稳定成键。为La₂O₃细化TiC从而细化Fe-Cr-C-Ti系列堆焊合金提供了理论依据。