在Q235A等低碳钢或者低合金钢基体上，采用药芯焊丝自保护明弧方法堆焊制备耐磨零件具有良好的经济性、可靠性，且熔敷效率高，目前已广泛应用于制备混凝土输送管、水泥厂风机叶轮和磨煤辊等耐磨零件，其中钢基体起支撑作用，而表面堆焊耐磨合金层则起耐磨损或者抗腐蚀作用。与铸造方式相比，以堆焊方法制备耐磨零件可使材料整体成本降低，制备工艺趋于简化，即使表面磨损后也可快速修复。耐磨合金层一般由高合金钢组成，因基体稀释作用影响，在堆焊层与基体之间形成一定宽度成分和组织不均匀分布的过渡区，焊缝热输入量越高，母材稀释越大，过渡区也愈宽。该过渡区常包括亚共晶结构在内的晶界树枝状或者网状碳化物，而这些树枝状或者网状碳化物在外界冲击碾压下，难以变形，易萌生显微裂纹并沿晶界扩展而造成熔敷合金层龟裂剥落。不仅如此，作为耐磨骨架的树枝状、网状碳化物尺寸过于细小，其耐磨粒磨损性能比含有初生碳化物的堆焊合金低，致使零件过早失效而影响设备正常运行。鉴于上述原因，尝试在高铬药芯焊丝中加入TiC，研究其对堆焊合金各层显微组织及性能的影响，并考察了熔敷表层的耐磨性及磨损机理。
药芯焊丝外皮采用H08A钢，药芯由高碳铬铁(60%Cr，8%C)、碳化硅(SiC)、碳化钛(TiC)、石墨(碳含量98%以上)、还原铁粉等粉末组成。所用药粉过60目筛后混合均匀，由药芯焊丝成型机YHZ-1轧制Φ4.6mm粗丝，拉拔减径直至Φ3.2mm。在125mm×60mm×16mm的Q235A试板中间，利用MZ-1000焊机采用自保护明弧方法堆焊两层，堆焊参数为：电流450～500A，电压30～40V，小车行走速度20～25cm/min，层间温度150～250℃。明弧焊缝成型好，表面残渣少。通过仅改变药芯焊丝药粉中TiC含量，余量部分用还原铁粉补充，TiC含量为0~5%。堆焊合金成分(质量分数,%)为：19～21Cr，4.2～5.0C，0～0.9Ti，0.8～1.0Mn，0.6～1.0Si，Fe余量。
因母材稀释作用，从熔合线到堆焊合金表层，堆焊合金层的显微组织呈现如下分布：固溶体→亚共晶→共晶→过共晶。碳在熔合线微区分布较为均匀，Cr、Si合金元素则增加且跳跃择优分布。药芯焊丝外加TiC颗粒可降低母材对填充金属的稀释影响，减小堆焊合金层的各向异性，使堆焊层各部分组织和性能稳定，改善堆焊合金的耐磨性，提高零件服役寿命。高铬明弧堆焊合金耐磨性随TiC含量提高而增强，但因TiC加入过量、碳化物细化而使耐磨性下降。其主要磨损机理为微观断裂。（榕霖）