铁基堆焊合金通常以焊接冶金过程中形成的碳化物为抗磨质点，配合具有优异强韧性的基体组织，可以达到耐磨的目的。堆焊合金有较多的种类，可分为：铁基、钴基、镍基、铜基、碳化钨基堆焊合金等。其中铁基堆焊合金由于其综合性能优秀，硬度很高，价格较便宜，被用于耐磨料磨损的工矿环境中大面积采用[7]。铁基堆焊合金的组织主要包括有过共晶、共晶、亚共晶三种[8]。其中过共晶铁基堆焊合金因为有硬度较高的M7C3碳化物大量存在于组织中，因此大范围应用于修复工作中需要面对较多磨损的部件[9]。但是，在磨损过程中，大量组织较粗大的M7C3碳化物会逐渐从基体剥离，这某种意义上说，限制了这种铁基堆焊合金在冲击磨损较剧烈情况下的应用。80637

为了进一步改善共晶铁基铁堆焊合金的性能，使其在工业生产中应用更加广泛，领域内的学者们不仅试图通过添加稀土元素和强碳化物形成元素，如钨、钒、铌、钛等以生成MC型碳化物，提高抗磨损性能，优化堆焊层金属组织；而且积极关注堆焊合金的磨损机理。以上两个方面构成了近年来耐磨堆焊领域的热点研究内容。论文网

Yang等人[10]认为，在堆焊合金中添加稀土元素可大幅度细化铁基堆焊组织。向堆焊合金中添加稀土Ce元素，可以细化铁基堆焊合金中的柱状晶组织，并且使基体上的碳化物分布更加均匀化。所以能够提高合金的硬度和断裂韧性，强化合金在承受磨损的过程中抵抗刮蹭和塑性变形的能力，最终进一步提高铁基堆焊合金的耐磨性能。Zhou等人[11]研究了Ce对Fe-Cr-C体系的堆焊合金材料耐磨性能的影响，得出Ce能够激励M7C3碳化物的异质形核，使碳化物更加细化，提高合金材料的耐磨性能。近几年，添加稀土元素细化堆焊合金的研究工作取得了巨大近展，在一定程度上提高了堆焊合金的耐磨性能。同时由于稀土添加剂并没有大幅度强化基体，因此，如果使M7C3碳化物能在相较于原有碳化物硬度更高、更加细小的同时，强化原本强度不大的基体，可能能够较大幅度的提升铁基堆焊合金抵抗严重冲击磨损的能力。碳元素在堆焊合金成分中起着非常重要的作用。在堆焊合金层中，碳含量对合金的数量、性质、大小、分布、状态有直接影响的原碳化物和基体结构的材料特性[12]。在铁基合金的抗磨损过程中，特别是在小应力条件下，碳的数量起重要作用。碳可以渗透到间隙的矩阵，形成固溶体，造成晶格畸变，阻止位错运动，相对运动在金属层之间，最终使堆焊合金。碳的性质决定了碳可以与多种元素相结合，形成硬质合金硬质相，硬度较大，大大提高了堆焊层抗磨损能力。不同的铬元素含量的合金中的碳化物也不尽相同的。随着铬碳比的增加，共晶碳化物由连续的渔网状到逐渐形成单个片状，并最终减少到细杆的形状。在同一时间，随着铬碳比的增加，共晶型碳化物晶体的特征变量逐渐变成M3C和M7C3型混合结构直到M7C3和M23C6的最终变化过程，其硬度值逐渐从小变大，然后逐渐从大到小[13]。所以，铬碳比一般在3。5到4较为合适，碳化物主要是M7C3型碳化物，其硬度和耐磨性都较好，提高了焊接金属的硬度和耐磨性。

有学者认为[14]，,在工业生产中得到广泛应用的低铬铸铁（Cr的含量在2%-5%之间），生成的碳化物主要是(Cr，Fe)3C。Cr含量逐步上升至7％时，碳化物开始逐步从(Cr，Fe)3C转化为(Cr，Fe)7C3；Cr的含量大于12％或者Cr与C的质量分数比值大于3。5时，组织中的碳化物主要是(Cr，Fe)7C3呈现间断的的团块状或者呈棒状分布；从微区成分上看，碳化物微区中Cr的含量大于38％后会形成(Cr，Fe)7C3型碳化物，当碳化物中铬含量大幅提高至60％以上时，最终会形成(Cr，Fe)23C6型碳化物。