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在机械零部件的主要失效方式——磨损、断裂、腐蚀中,磨损占到了3/5~4/5。据不完全统计,我国每年在磨损方面造成的经济损失是非常严重的,应用摩擦学知识可节约的潜能在千亿以上。开发抗磨材料或在材料表面熔覆耐磨层,提升材料的抗磨性,延长其使用寿命,对于社会经济效益及工程应用有重大意义。本文选取镍基合金粉末Ni60A,利用等离子喷焊技术,在Q235A钢板上制备镍基喷焊层,通过金相分析、硬度分析、X射线衍射分析、扫描能谱分析、干式往复摩擦磨损性能分析及干式橡胶轮磨粒磨损性能分析,研究喷焊层的性能。为进一步强化镍基喷焊层,利用的二相强化理论,向其中加入不同类型、不同含量的碳化物(NbC、VC、WC),从而制成碳化物增强的镍基合金喷焊层。利用上述分析方法,探究在不同类型及其含量下,碳化物加强镍基喷焊层组织及磨损性能。结果表明,Ni60A合金喷焊层成型良好,喷焊层的基体组织为γ-Ni,其中固溶了大量Cr,Fe原子。喷焊层中存在有明显的近六边形碳化物M7C3,X射线结合能谱分析表明其为(Cr,Fe)7C3碳化物,这类碳化物硬度高,能够有效抵抗材料磨损。在高速往复摩擦磨损试验条件下,Ni60A喷焊层中出现较多划痕并伴随犁沟的产生,其磨损量为0.0217mm3;磨粒磨损试验中,其磨损失重为0.1046g。在Ni60A中添加NbC后,喷焊层中晶粒细化,NbC呈现菱形或断面不规则多边形镶嵌于基体或与碳化物联生结晶。喷焊层硬度随NbC添加量的增加而有所提高。摩擦磨损实验中,摩擦系数较Ni60A降低,磨损量则随NbC添加量的增加呈先下降而后上升的趋势,添加10%NbC的喷焊层摩擦磨损性能最优,磨损量较Ni60A喷焊层降低23.96%,其磨痕形貌中存在一定的塑性流动,呈现出粘着磨损特征;磨粒磨损试验中,NbC含量为10%时其磨损量最小,为0.0619g,抗磨性能是Ni60A喷焊层的1.68倍。添加VC后制成的镍基喷焊层,由于转移弧温度很高,VC将发生分解,使得部分V原子固溶于基体,造成基体周围C浓度较高,有利于碳化物形核与长大,故而基体周围存在较多的短小硬质相,对基体进行保护。摩擦磨损试验中,喷焊层摩擦系数明显降低,出现层片状剥落及剥落坑,以疲劳磨损为主;而在磨粒磨损测试中,VC含量为5%时其磨损量最小,为0.0950g,抗磨性能是Ni60A喷焊层的1.1倍。添加WC制备的喷焊层,WC沉底现象严重,部分熔解的WC随其添加量的增加逐渐由层片状转变为块状嵌于基体,喷焊层的性能会提升。其硬度随着WC添加量增加有所增加,近熔合线附近由于WC沉底而较喷焊表层高。加入WC后,摩擦系数均降低,摩擦磨损试验中磨损量随WC添加量升高而逐渐降低,磨痕表面存在划痕和犁沟,表现出典型的磨粒磨损特征;磨粒磨损试验中磨损量均低于纯Ni60A喷焊层,最高可提升至Ni60A喷焊层2.49倍(WC添加量10%)。但是随着WC添加量的提高,在宏观上,喷焊层将开裂,使得磨粒磨损的磨损失重有所上升,这将在一定程度上影响其使用性能。