堆焊技术作为一种常用的表面修复方法,可以对磨损件进行再生,延长设备的使用年限,这对资源的节约具有重要的意义。本文以传统的Fe-Cr-C堆焊合金体系为基础,设计了Fe-Cr-N-Nb、Fe-Cr-N-W、Fe-Cr-N-Nb-W三种堆焊合金体系。采用自保护明弧堆焊法制备堆焊层,研究N、Nb、W三种元素对堆焊层组织和性能的影响。实验结果如下:（1）在Fe-Cr-N-Nb系堆焊合金中,生成了Nb的碳氮化物硬质相,弥散分布在基体中。耐磨性实验结果表明,堆焊层中添加适量的Nb元素和N元素可改善Fe-Cr-N-Nb系堆焊合金的耐磨性,其耐磨性与硬质相的数量及分布有关。当药芯焊丝中N元素的添加量为3wt.%,Nb元素的添加量为10wt.%时,堆焊层硬度最高,硬度为HRC58.4,耐磨损能力最佳,磨损失重为0.173g。（2）在Fe-Cr-N-W系堆焊合金中,生成了Fe₃W₃C、Fe₆W₆C、M₇C₃等共晶化合物和少量的初生硬质相W₂N。当药芯焊丝中W元素的添加量为16wt.%时,堆焊层的硬度为HRC51.2,堆焊层的耐磨损性能最好,磨损失重为0.208g。（3）在Fe-Cr-N-Nb-W系堆焊合金中,随着W含量的增加,W元素与Fe、C反应生成WC、Fe₇W₆、Fe₃W₃C;Nb与C、N反应生成Nb₂C、NbC、NbN等碳氮化物。耐磨性试验表明:铌的碳氮化物和钨的共晶化合物以及基体中细小的析出相使磨粒嵌入堆焊层表面的阻力增大,基体和硬质相良好的匹配有效地阻碍了磨粒对堆焊层的显微切削磨损。综上所述,N、Nb、W三种合金元素能够分别在Fe-Cr-N-Nb-W系堆焊合金中生成不同的碳氮化物质点和共晶化合物,它们分布在基体中与基体组织相互配合,能够显著的提高堆焊合金的硬度和耐磨损性能。