高温摩擦磨损是很多关键设备、零部件等高温运行时需要面对的问题,过早会的损坏会影响设备的安全有效运行,采用高温耐磨层对关键部位进行防护,能够部分解决此问题。然而,耐磨层的高温稳定性对于选材非常重要。本文采用等离子弧堆焊和手工电弧堆焊工艺,在304不锈钢表面分别制备了Stellite 6合金粉末堆焊层和Stellite 6焊条堆焊层,对熔覆层进行了700℃最长1000 h的高温热时效处理。两种材料的热力学过程首先采用JmatPro进行了预测。采用光学显微镜、扫描电镜、能谱和XRD对焊态和热时效态熔敷金属的微观组织及其演变过程进行了分析,并对熔敷金属的室温、600℃、700℃和800℃的硬度进行了测试,通过滑动摩擦试验,对熔敷金属进行了耐磨性能的评估,并分析了微观组织演变规律及其对力学性能的影响。虽然同是Stellite 6合金,但两者的C含量不同。基于JmatPro,对两种合金体系的组织演变过程进行了预测,发现两种合金从液态凝固至室温时,相组成以γ-Co为主,含量占一半以上。无论是室温还是600~800℃,Stellite 6粉末中的碳化物含量明显高于Stellite 6焊条。同时,升温会促使γ-Co→ε-Co的转变。金相表征结果表明,Stellite 6堆焊层的微观组织具有典型的树枝晶特征,初生相主要由富Co的固溶体和富Cr碳化物的共晶相组成,共晶相分布在枝晶间。在热老化阶段,逐渐发生γ-Co→?-Co和M7C3→M23C6的相转变,细小颗粒状M23C6会在Co基上逐渐析出,且?-Co的层错上,也容易析出了条状分布的M23C6。Stellite6粉末堆焊层的马氏体转变较焊条堆焊层明显。硬度表征结果表明,Stellite 6合金堆焊层能显著提高了基体的硬度。随着环境温度的升高,堆焊层的硬度下降,在600~800℃范围内,硬度下降约20%,同时在高温阶段,硬度表现出一定的稳定性。高温热时效对提高熔覆层的室温硬度有利,但不利于高温硬度,可能与高温阶段固溶相中的碳化物重新溶解有关。采用等离子弧堆焊技术制备的Stellite 6粉末堆焊层,在本文的试验条件下,硬度值均稍高于Stellite 6焊条手工电弧堆焊层。同时,Stellite 6粉末堆焊层的耐磨性能明显优于Stellite 6焊条手工电弧堆焊层,并表现出更好的高温稳定性。