采用等离子喷焊技术在Q235钢基体上制备了添加不同含量的微/纳米Nb粉与Cr₃C₂粉末的铁基合金喷焊层。采用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜和能谱仪分析喷焊层组织形貌和成分,采用维氏硬度仪、销盘磨损仪和台阶仪对喷焊层进行性能检测。对比各组试样喷焊层组织和性能的变化,以获得最优配比方式,进一步提高铁基合金喷焊层的硬度和耐磨性。Fe90合金喷焊层的物相主要包括γ-Fe、α-Fe和Cr₇C₃。加入Nb粉后,喷焊层出现Nb C相;随着微米/纳米级Nb粉含量增至5%,喷焊层中出现了Cr₂₃C₆相;加入Cr₃C₂粉末后,喷焊层中检测出有Cr₃C₂相的存在。Fe90合金喷焊层的截面组织以等轴晶为主,喷焊层主要由等轴晶与其间的共晶组织组成。只添加微米Nb粉的喷焊层组织仍以等轴晶为主,但是其组织略有粗化;添加纳米Nb粉和复合添加Cr₃C₂/微米Nb粉喷焊层呈现树枝晶,且组织明显细化;添加纳米Nb粉与Cr₃C₂粉末的合金喷焊层组织形貌转为细小、均匀的等轴晶。分别添加三组不同组合粉末的喷焊层晶界周围均有Nb C析出。Fe90合金喷焊层截面显微硬度约为526 HV0.3。添加不同质量分数的微米Nb粉后,喷焊层硬度降低;添加1%和3%纳米Nb粉后,喷焊层硬度得到提高,可达750 HV0.3以上,当继续添加至5%时,喷焊层硬度下降;分别添加微米/纳米Nb粉与Cr₃C₂粉末后,随着Cr₃C₂粉末含量的增加,其喷焊层截面硬度逐渐提高,最高分别可达775 HV0.3和850 HV0.3。Fe90合金喷焊层磨损表面有明显犁沟且剥落较为严重,磨损机理主要为黏着磨损和磨粒磨损;添加微米Nb粉后,喷焊层耐磨性变差,磨损机理未发生改变;添加纳米Nb粉后,喷焊层耐磨性得到明显提高,磨损机理以磨粒磨损为主,其中添加3%纳米Nb粉的喷焊层磨损率最低,耐磨性能最好;复合添加微米/纳米Nb粉与Cr₃C₂粉末的喷焊层耐磨性能随着Cr₃C₂粉末含量的增加逐渐提高,其磨损机理主要为磨粒磨损。