水利工程中常會抽送含有硬質(zhì)顆粒的固、液體混合物，水泵在這種環(huán)境中服役，經(jīng)受強烈的磨粒磨損。馬氏體不銹鋼具有高強度和耐蝕性，普遍用作制造或修復(fù)水泵過流部件材料，此類合金中含碳和合金元素較高，主要是利用碳與鉻、鈦、釩、鈮等形成碳化物cr7c3、tic和vc硬質(zhì)點提高材料硬度，從而提高其耐磨性能。
通常隨著含碳量增加，合金中碳化物含量增加，硬度、強度會升高，但抗焊接裂紋能力變差，而且碳化物不能夠很均勻地分布在堆焊合金中，在碳化物含量過高時，大量碳化物會在晶界處大塊地聚集起來，這樣不但不能夠使堆焊材料的硬度和強度有效提高，而且會使其韌性明顯下降。
用氮代替碳改善堆焊合金材料的綜合性能已成為重要途徑。氮與碳均為間隙溶質(zhì)原子，并都能與鈮、鈦等合金元素形成彌散分布的第二相硬質(zhì)點，在焊接過程中不會出現(xiàn)裂紋，因此在馬氏體不銹鋼堆焊合金材料中以氮代替部分碳，通過鈮、鈦固氮合金化，形成氮合金化馬氏體不銹鋼堆焊合金，對堆焊合金中碳氮化物的析出過程進(jìn)行了分析，并進(jìn)行了耐磨粒磨損性能試驗，研究了碳氮化物對馬氏體不銹鋼堆焊合金耐磨粒磨損行為的影響。
堆焊合金和母材的主要化學(xué)成分見下表：
研究結(jié)果表明：
堆焊合金中的碳氮析出物為彌散分布在晶界和晶內(nèi)的mx復(fù)合物（m為nb，ti；x為c，n）。焊態(tài)和熱處理狀態(tài)具有不同的數(shù)量和尺寸，碳氮析出物尺寸均小于3.5μm，在焊態(tài)條件下，碳氮化物在液態(tài)金屬凝固過程中形成并具有較大尺寸，數(shù)量較少；在550℃熱處理過程中，更多具有細(xì)小尺寸的碳氮析出物彌散析出，分布更均勻。
堆焊合金中大量細(xì)小的碳氮化物彌散析出，起到沉淀強化作用，顯著提高了堆焊合金的硬度和耐磨粒磨損性能。
碳氮化物質(zhì)點增強堆焊合金抗磨粒磨損性能的主要作用是產(chǎn)生二次硬化，使磨粒鍥入深度減小，在增強堆焊合金硬度的同時能有效阻礙磨粒的切削，從而獲得高的耐磨粒磨損性能。