本申请涉及灯丝阴极材料技术领域，特别涉及一种碳化钨合金灯丝及其制备方法、加热器件。该碳化钨合金灯丝包括基体以及附着于基体外表面的碳化层；所述碳化层的晶粒宽度在1.0μm～15.0μm；所述基体和所述碳化层的组分均包含钨元素、碳元素、氧元素和M元素；所述M元素选自La、Y、Sc、Nd、Sm、Lu、Ce、Gd、Tb、Dy、Ho、Pr、Er、Tm、Yb、Eu、Hf、Zr中的一种或多种组合；其中，所述碳化钨合金灯丝的组分不包含钍元素。本申请提升了钨合金灯丝发射的稳定性，其在不添加钍元素的情况下，也能达到传统钍钨灯丝的稳定发射能力，解决现有不含钍的钨灯丝稳定发射能力较差的问题，并且不具有传统钍钨灯丝的放射性污染问题。