工业的快速发展对耐磨材料提出了更高的要求。在零部件的表面熔敷一层耐磨性较高的金属层,可以有效提高其使用寿命。本文以传统的Fe-Cr-C合金体系为基础,以Fe-Cr-C-B、Fe-Cr-C-B-Nb、Fe-Cr-C-B-Ti三种合金体系为研究对象,制备了多元复合强化耐磨堆焊药芯焊丝。采用自保护明弧堆焊法制备堆焊层,探讨了堆焊层中硬质相的种类和分布形态,分析了元素含量变化对堆焊层硬度和耐磨性的影响。在Fe-Cr-C-B系堆焊合金中,优化了Cr元素的含量。并在此基础上,研究硼元素加入对堆焊层显微组织和耐磨性的影响。随着硼元素的增加,显微组织由M23C6向M₂₃（C,B）₆转变,弥散分布的硼化物,呈层片状、菊花状等。耐磨性实验结果表明,适量的硼元素可改善Fe-Cr-C-B系堆焊合金的耐磨性,其耐磨性与硼化物数量,致密度和尺寸有关。在Fe-Cr-C-B-Nb系堆焊合金中,制备的堆焊合金显微组织为马氏体,残余奥氏体,M₂₃（C,B）₆和NbC。硼化物M₂₃（C,B）₆沿晶界分布,NbC呈规则四边形弥散分布在基体中。NbC先于M₂₃（C,B）₆生成。过量的B元素不利于NbC析出,使Nb元素固溶强化硼化物和基体。耐磨性实验结果表明,M₂₃（C,B）₆和NbC两种硬质相显著改善了Fe-Cr-C-B-Nb系堆焊合金的耐磨性。在Fe-Cr-C-B-Ti系堆焊合金中,堆焊层中原位合成了TiC和M₂₃（C,B）₆两种硬质相。随着钛含量的增加,显微组织中TiC的数量逐渐增加,并沿晶界分布。硼含量的提高,使TiC的数量不稳定。TiC作为形核衬底,为M₂₃（C,B）₆附生生长提供条件。原位合成TiC和M₂₃（C,B）₆两种硬质相,可提高堆焊层的综合性能。