现代工业的生产节奏及效率越来越快，机械设备及零部件的磨损失效问题日益严重，给生产企业带来巨大的经济损失。通过对磨损件的堆焊修复，可以使受损的零部件再次正常使用，这样就减少了工件的更换次数，提高了设备的利用率，降低了企业的生产成本，为企业创造了经济效益。因此，研究耐磨堆焊材料，提高材料自身耐磨性能有重要意义。本文采用自制药芯焊丝，使用药芯焊丝自保护堆焊方法在Q235钢板上制备Fe-C-B-Cr-Nb系耐磨堆焊金属层，利用金相显微镜、扫描电镜、XRD物相测定、宏观硬度测试、磨料磨损试验、冲击韧度试验等方法，研究了CaB₆、B₄C及铌铁加入量变化对耐磨堆焊金属组织和性能的影响规律。本次试验所得到的堆焊金属显微组织主要由奥氏体+少部分马氏体+（Cr,Fe）7（C,B）3等组成。B元素可以使Fe-C-Cr系合金的共晶点左移，降低共晶区域的含碳量，随着CaB₆及B₄C加入量的增加，堆焊金属中一次析出物数量增加，体积增大。Nb元素在结晶过程中有细化晶粒的作用，铌铁的加入使得堆焊金属中除上述组织外，还有部分NbC出现。提高铌铁加入量，堆焊金属中一次析出物体积尺寸减小，数量相对增加。堆焊金属中硼、碳和铌元素含量的增加，其宏观硬度近似线性增加。不含硼元素的堆焊金属平均宏观硬度为53.0HRC，含硼量最高的堆焊金属平均宏观硬度可达到58.8HRC。堆焊金属的含铌量由0增加至1.93%时，其宏观硬度由54.0HRC提高到57.8HRC。Fe-C-B-Cr系堆焊金属在磨粒磨损过程中，材料的主要磨损机制是显微切削和局部断裂剥落。堆焊金属的耐磨粒磨损性能随药芯焊丝中CaB₆加入量的增加，呈现先增加后减少的趋势，药芯焊丝中CaB₆加入量达到3.0%时，堆焊金属的耐磨性最好，相对耐磨性是Q235基体的3.3倍。继续提高焊丝药粉中CaB₆加入量，堆焊金属内析出过多脆硬一次碳硼化物，失去基体的保护，磨损时剥落较多，耐磨性下降。堆焊金属的耐磨粒磨损性能随药芯焊丝中B₄C和铌铁加入量的增加，呈现逐渐提高的趋势，药芯焊丝中B₄C加入量达到6.0%时，堆焊金属的耐磨性最好，相对耐磨性是Q235基体的4.3倍。药芯焊丝中铌铁加入量达到6.0%时，堆焊金属的耐磨性最好，相对耐磨性是Q235基体的3.46倍。SEM断口分析可知，堆焊金属冲击试样主要为脆性断裂。堆焊金属内析出的硬质相与共晶基体的结合强度较低，这些硬质相的边缘或尖角位置容易造成应力集中或位错塞积，增加解理萌生点数量，降低材料的韧性。当碳硼元素含量较低时，堆焊金属组织内析出碳硼化物硬质相的数量较少，堆焊试样冲击断口以穿晶解理断裂为主；提高堆焊金属内碳硼元素含量，析出硬质相数目增加，断裂机制以沿晶断裂为主。铌元素的添加不仅使得一次碳硼化物体积减小，同时还能细化共晶奥氏体晶粒，提高堆焊金属冲击韧性。