水泥是重要的建筑材料。随着现代社会对水泥需求的增长，水泥的生产规模逐渐扩大。水泥的生产与制造主要经过矿石的破碎，生料的粉磨、煅烧和熟料的粉磨这四道工序，可见粉磨是一项非常重要的工序。水泥辊压机是水泥粉磨的重要设备。为了提高辊面的耐磨性能，常在辊压机表面堆焊数层耐磨金属。由于堆焊金属和母材性能的差异，再加上辊压机在异常苛刻的高应力条件下工作，耐磨层常常从基体上脱落，致使辊压机失效。因此研究耐磨堆焊材料的结合性能有重要意义。采用钨极氩弧（TIG）焊接工艺，使用高Cr高Mn焊丝、含Nb焊丝和TiC型焊丝以及钢母材制备了五种类型拉伸试验用的焊接接头：用高Cr高Mn焊丝制备的焊接接头、用含Nb焊丝制备的焊接接头、用TiC型焊丝焊制备的接接头、用含Nb焊丝与高Cr高Mn过渡层焊丝制备的焊接接头以及用TiC型焊丝与高Cr高Mn过渡层焊丝制备的焊接接头。然后通过焊接接头的微观组织、显微硬度、抗拉强度以及断口宏观和微观形貌来研究耐磨堆焊材料的结合性能。用高Cr高Mn焊丝制备的焊接接头结合性能良好，五类焊接接头中它的抗拉强度最高，平均值达416.0MPa。接头焊缝组织为奥氏体，显微硬度较低，在304.5HV~383.5HV的范围内变化，有良好的塑性和韧性。热影响区与熔合线相邻的区域发生了碳迁移现象，在熔合区出现了类马氏体，增加了焊接接头的脆性。拉伸过程中大部分裂纹起源于HAZ区。宏观断口呈杯锥状，微观分析发现断口布满了韧窝，表明接头为韧性断裂。用含Nb焊丝制备的焊接接头和用含TiC焊丝制备的焊接接头结合性能比较差。两种焊接接头焊缝组织分别为NbC和亚共晶基体，TiC和马氏体+残余奥氏体基体。这两种组织硬度高，超过了600HV，脆硬倾向大。熔合区出现了淬硬的马氏体组织，成为焊接接头的薄弱环节之一。焊接接头存在较高的焊接残余应力，导致接头拉伸强度下降。两类焊接接头抗拉强度分别为283.0MPa和236.6MPa，其中用含TiC焊丝制备的焊接接头的抗拉强度在五种接头中最低。焊接接头均为脆性断裂，拉伸断口位于焊缝，断口由解理面构成，一些河流花样分布在解理面上。用含Nb焊丝与高Cr高Mn过渡层焊丝制备的焊接接头和用含TiC焊丝与高Cr高Mn过渡层焊丝制备的焊接接头结合性能良好。两类接头的平均抗拉强度分别为413.2MPa和327.2MPa，与用含Nb焊丝制备的焊接接头和用含TiC焊丝制备的焊接接头相比，抗拉强度分别提高了46%和38%。两类焊接接头焊缝耐磨层组织分别为NbC和亚共晶基体，TiC相和由马氏体+残余奥氏体基体，这两种组织硬度高，耐磨性能优异。耐磨层和过渡层的结合界面为细小的奥氏体，具有良好的韧性和强度。过渡层均为奥氏体组织，塑性和韧性良好。在焊接耐磨层过程中过渡层奥氏体组织发生塑性变形，降低了焊接接头中的残余应力，提高了接头的结合性能。两类焊接接头均为脆性断裂，用含Nb焊丝与高Cr高Mn过渡层焊丝制备的焊接接头拉伸断口大部分位于HAZ区域，小部分位于过渡层焊缝区域，而用含TiC焊丝与高Cr高Mn过渡层焊丝制备的焊接接头拉伸断口都出现在焊缝。高Cr高Mn焊丝焊接接头结合性能良好，拉伸强度高，但硬度低，耐磨性能差。TiC焊丝和含Nb焊丝焊接接头硬度高，具有优异的耐磨性能，但脆性大，结合性能差。因此在对辊压机进行表面堆焊时，可以以高Cr高Mn焊丝做过渡层，再堆焊含Nb焊丝或TiC焊丝做耐磨层，就能把高Cr高Mn焊丝良好的结合性能与TiC焊丝和含Nb焊丝优异的耐磨性能结合起来，延长辊压机的使用寿命。