为提高石油钻机盘式刹车盘的耐磨及抗热疲劳性能,研制开发了一种性能优良的石油钻机刹车盘表面堆焊材料,并在变温摩擦磨损性能试验的基础上,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDAX)和X射线衍射仪(XRD)等分析技术,对热平衡温度在150　℃和300　℃时刹车盘磨损表面的形貌、成分及相结构进行了分析,揭示了表面堆焊材料的摩擦学行为和磨损机理.XRD分析表明,堆焊材料中的-Fe和Cr的铁基固溶体具有很好的止裂作用,并在摩擦热作用下发生了-Fe向-Fe的转变,生成了摩擦奥氏体相-(Fe,Ni)+　-Fe+碳化物,增强了磨损表面材料塑性变形的能力,提高了刹车盘的抗热疲劳性能;碳化物Fe3C、Fe5C2、SiC及金属间化合物NbNi、NbNi5相弥散于-Fe和Cr的固溶体中,硬度较高,增强了刹车盘的耐磨性能.SEM　和EDAX分析表明,表面堆焊材料的磨损过程是表面膜的生成、长大、破裂(撕裂)、剥落和再生的动态过程,刹车盘的磨损机理是摩擦过程中磨粒磨损、氧化磨损和粘着磨损综合作用的结果.