现代工业生产中,机械设备及其零件因磨损而导致失效的情况频繁出现。在零部件表面制备一层高性能的涂层,可有效延长其使用寿命。堆焊技术可实现涂层和基体之间良好的冶金结合,并且因其经济、快速的优势在涂层制备方面得到广泛应用。在工程领域中,铁基耐磨堆焊材料因经济以及性能易调控的优势而广泛被应用。其中Fe-B系堆焊合金易形成大量高硬度的硼化物,且价格低廉,受到了许多科研工作者的关注。但Fe-B系堆焊合金脆性大导致在服役中容易出现断裂。因此,如何抑制Fe-B系堆焊合金脆性问题一直是影响此类合金应用的难题之一。课题组在前期的探索性研究过程中发现,合金元素V在细化初晶Fe2B、改善堆焊合金抗裂性能方面表现了出了积极的作用。为进一步探讨合金元素V对Fe-B堆焊合金的影响机制,本文通过自主设计具有不同V含量的Fe-B-V系合金粉配方,采用等离子粉末堆焊技术制备具有不同V含量的堆焊合金层,并同时调整堆焊合金层中Cr的含量。利用金相显微镜、扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪、硬度试验、磨粒磨损试验等方法,来研究合金元素V、Cr对堆焊合金层组织和性能的影响规律。结果表明:V的加入,首先可改变堆焊合金层的物相组成。V可促使Fe-B合金析出不规则球状的VB相,形成以初晶Fe2B相、初晶VB相以及共晶组织Fe+Fe2B为主要组成相的堆焊合金层。其次,V可消除其内部的显微裂纹,并细化初晶Fe2B相、改变其生长取向。少量钒铁（5 wt.%）的添加,显微裂纹随即消失。继续增加钒铁的含量,初晶Fe2B相由粗大的长棒状结构转变为短小的棒状结构,长度可降低至小于100μm,直径约10～20μm。且其分布没有明显的方向性,呈现交错随机分布。第三,V可提高堆焊合金层的耐磨性能。随着钒铁的添加,堆焊层的硬度呈现先增加后降低的趋势,硬度由65.0 HRC最高升至67.2 HRC,最低降至59.3 HRC。磨粒磨损性能显示,24 N、48 N加载力的情况下,堆焊合金层的耐磨性能随着钒铁添加而增加,磨粒耐磨性最高分别可达到63.6/g和36.1/g,分别提高至2.0倍和2.1倍。Cr的加入,可增强V在堆焊合金中的作用效果。首先,Cr未改变堆焊合金的物相组成,但Cr会促使初晶VB相析出,增加堆焊层内部初晶VB相的体积分数。其次,Cr可增强V细化初晶Fe2B相的作用,以及增强V杂乱化初晶Fe2B相取向的作用。第三,Cr有明显增加Fe-B-V系堆焊合金层硬度及耐磨性的作用。当固定钒铁的添加量,随着微碳铬铁含量增加,堆焊层的硬度都呈现增加的趋势,最高硬度可达68.3 HRC。磨粒磨损性能显示,24 N、48 N加载力的情况下,当钒铁的添加量为10 wt.%、20 wt.%时,随着Cr的添加,堆焊层的耐磨性能呈现增加的趋势,与Cr添加量成正比。当钒铁的添加量为30 wt.%时,随着Cr添加量的增加,耐磨性先升高,后降低。