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噴焊層是多相合金組織，其晶體結構主要是：固溶體加化合物共晶組織等。它們的很多相顯微硬度很度，如碳化鎳的顯微硬度為Hm240左右，碳化鉻為Hm16so190，硼化鉻為Hml78-240。
在焊層中，大量位錯與Ni3Si等析出相交疊出現，其共格應力與位錯應力交互作用，對焊層起強化作用，這也是焊層耐磨性高的原因之一。
噴焊層與基材之間的冶金結合，在焊層與基材之間有一條白亮帶，是噴焊層與基材之間相互熔解、擴散而形成的一層過渡區，組織為單相固溶體。靠近焊層外部是組織粗大垂直于界面的樹枝晶。這是由于鎳基噴焊層在凝固中，冷卻速度快，結晶時間短，以及鎳成分的偏析所造成的。
在基材與焊層結合處，面心立方晶格的鎳，首先與面心立方晶格的Y-Fe形成固溶體晶核。晶核向溶融的液體中吸取大量的鎳原子而成長。隨著從基材擴散到焊層中鐵元素濃度的降低，在鐵-鎳固溶體上形成鎳-鉻固溶體晶核。于是構成了富鎳的固溶區。
而鉻、碳、硼、硅等元素便向焊層內部遷移，在富鎳固溶區的前沿，固溶體（含Ni、Cr、si等）與CrB、Ni3B等形成了大量的共晶，亞共晶組織。共晶組織的形成把碳、鉻等元素進一步推至焊層外部，快速的冷卻，形核率高，形成過共晶組織。合金粉末中各元素在噴焊時也向基材中擴散，這樣在焊層與基材之間形成冶金結合。
