热锻模工作环境恶劣，模具长期在高温环境中承受较大机械载荷以及冷热疲劳的作用，容易发生高温磨损、高温软化以及高温疲劳等破坏失效。等离子粉末堆焊是一种经济有效的模具延寿工艺，通过在模具表面上堆焊制备出高性能表面覆层可以大幅提高模具性能。国内外学者已对堆焊层的配方设计、堆焊工艺优化以及堆焊层的常温力学性能方面做了大量工作，对其高温性能的研究却不够系统，鲜有堆焊层在热锻模服役环境下的高温性能研究。本文主要针对堆焊覆层在热锻服役环境下的高温性能进行全面探究。　　本文通过复合材料的制备思路，选择镍基自熔性合金粉末，借助等离子粉末堆焊工艺制备出碳化铬增强镍基堆焊覆层。以H13钢作为参照，借助金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、能谱仪以及显微硬度计等对堆焊层的组织成分、相结构、显微硬度进行了分析，对比研究了镍基合金堆焊层以及镍基碳化铬堆焊层的高温稳定性，对其高温耐磨性以及热疲劳性能进行了研究。　　堆焊层的微观组织分析表明，堆焊层与基体冶金结合良好，堆焊层熔接线附近元素呈梯度分布。镍基堆焊层以及镍基碳化铬堆焊层组织均以γ-Ni固溶体为主，在晶界处分布有碳化物和硼化物。由于碳化铬颗粒的强化作用，镍基碳化铬堆焊层中的固溶体晶粒更加细小，同时碳化物数量更多，弥散分布在固溶体的晶界处。　　通过高温回火实验对比了两种堆焊层的热稳定性。镍基合金堆焊层与镍基碳化铬堆焊层在600℃都能够保持较好的热稳定性。回火时，堆焊层组织中的碳化物颗粒会聚集长大，两种堆焊层的硬度均会降低，镍基碳化铬堆焊层中碳化物含量高于镍基堆焊层，镍基碳化铬堆焊层的热稳定性更优。　　通过高温摩擦磨损试验模拟热锻模重载低速高温干摩擦条件下的耐磨性能。高温摩擦磨损试验表明，在600℃下30min的磨损试验中，其磨损前期主要是氧化磨损，中后期发生了磨料磨损和粘着磨损；与H13钢相比，堆焊层的耐磨性能提高了近10倍；由于碳化铬的加入，镍基碳化铬堆焊层的高温耐磨性是镍基堆焊层的两倍。　　通过热疲劳试验测试了800℃到室温的温度循环下堆焊层的热疲劳性能。试验结果表明，与镍基合金堆焊层相比，镍基碳化铬堆焊层的热疲劳性能较镍基堆焊层有所下降。镍基碳化铬堆焊层在循环48次后萌生热裂纹，早于镍基堆焊层的60次；镍基碳化铬堆焊层的裂纹扩展速度较快，其平均速度为每次220.3μm。高温氧化以及碳化物是影响堆焊层热疲劳裂纹萌生和发展的主要因素。