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摩擦堆焊(Friction Surfacing, FS)技术是基于传统摩擦焊的一种变体，在磨损部件的修复及耐磨耐蚀层的制造领域有广阔的应用前景。目前国外研究已有相关详细综述，而国内并未引起研究者的普遍关注、也没有具体的工业应用报道，但FS工艺在各种材料局部修复及再制造中的突出优势值得深入开发与应用研究。 本文针对X52及X65两种管线钢基板，分别采用X52、X65管线钢及316L不锈钢三种材料作为耗材进行了FS工艺试验，对工艺参数与摩擦堆焊接头成型、界面连接、组织演变及力学性能(弯曲、磨损、腐蚀性能)的相互影响进行了研究。试验结果为应用FS技术进行管线钢表面局部修复与改性提供重要依据。 在39.8~99.5MPa&3500~4500rpm&150~250mm/min范围内，X52、X65合金钢及316L不锈钢均获得宏观无缺陷、连续的摩擦堆焊层；除个别过小或过大参数产生卡死或表面凹陷现象，其余所有参数下表面成型良好。X52及 X65合金钢试验条件下获得的摩擦堆焊层有效连接宽度最宽分别达10.46mm和14.3mm，厚度约为1~2mm。摩擦堆焊界面以形成新晶粒或铁素体带的形式完成冶金连接过渡，组织明显不同于摩擦堆焊层及热影响区(Heat Affected Zone,HAZ)，参数窗口过小时会出现微孔洞、弱连接等缺陷，过大时易形成过热组织缺陷。 管线钢的摩擦堆焊接头由三个分区构成：摩擦堆焊层、HAZ及母材(Base Metal, BM)。X52钢摩擦堆焊层主要表现为细板条铁素体组织，X65钢摩擦堆焊层主要由粗板条及粒状贝氏体组成。摩擦堆焊接头中不同区域热力作用差异较大：表层表现为等轴细小铁素体特征；HAZ由过热区及相变再结晶区组成，分别表现为贝氏体和细小铁素体特征；X52钢BM由铁素体和珠光体组成，X65钢BM中珠光体相对较少，分布于铁素体晶界。更高的试验条件有利于摩擦堆焊层的组织均匀化。 X52钢摩擦堆焊层硬度最高为465HV1，达BM的232％，远高于X65摩擦堆焊层硬度(最高309HV1)，这与其细板条贝氏体组织有关。摩擦堆焊层中不同位置的硬度值表现出一定的差异，最低与最高硬度波动幅度约为几十 HV1，这是由组织不均匀性造成。 弯曲试验表明，X52钢摩擦堆焊层与基板形成了良好的冶金连接，所有试样未发生翘起及分离，试验弯曲角达到180°。X65钢摩擦堆焊层抗磨损性能优于BM，磨损体积最大可降低33.3%。316L不锈钢通过多层多道FS实现了大面积堆敷，摩擦堆焊层电化学腐蚀性能介于316L不锈钢与X65钢之间，有效提高了X65钢的耐蚀性，实现了一条连续完整的摩擦堆焊层。