由于碳化钨具有高熔点（3410℃）、高硬度（17.8GPa）、良好的耐磨性和耐腐蚀性等特性,可作为增强相用于制备金属基复合材料,以延长材料的使用寿命。铁基表面复合材料更是由于其良好的力学性能和低成本而备受关注。本文通过“金属板材复合—原位反应”工艺,以高纯钨板和灰口铸铁（HT300）为原料,制备碳化钨颗粒增强铁基表面复合材料。借助扫描电子显微镜、能谱分析仪、电子背散射衍射技术、X-射线衍射分析仪对材料的微观组织及物相组成进行表征;通过经典动力学理论对WC层的生长动力学进行分析;利用维氏硬度计、纳米压痕仪、摩擦磨损试验机对材料的显微硬度、断裂韧性、磨损性能进行研究。结果表明:（1）在Fe-W-C三元体系中,WC、W2C和Fe3C均为热力学稳定相,三者的反应吉布斯自由能均随温度的升高而降低,从总体上看ArG保持了负值。根据ArG值的大小可知,几种碳化物的稳定性由强到弱依次为:W2C>WC>Fe3C。（2）在共晶温度1085℃下保温不同时间,在钨板与基体之间有WC层形成,且基体中有鱼骨状组织Fe3W3C相。随保温时间的延长,WC层厚度逐渐增加,WC层最开始的胞状界面逐渐趋于平整,WC层致密度降低,WC颗粒被Fe分散开。另外,以温度（1085℃、1100℃、1125℃）和保温时间（15min、45min、75min、105min）为变量,在经典动力学理论的基础上,计算得到纯WC层扩散激活能为184.06 kJ·mol-1。（3）通过EBSD分析,确定钨板与WC层之间的物相为Fe6W6C。WC晶粒的结晶过程是以层片状的方式生长,{0001}晶面作为基面最稳定,最终{1010}晶面淹没,只显露{0110}晶面,表现为三角柱状。WC层的生长过程可以分为四个阶段:基体中的石墨和钨板中的钨原子的溶解和扩散,在钨板与基体的界面处形成Fe-W-C三元微区;Fe6W6C间隙化合物、WC相和Fe3W3C间隙化合物的形成;WC层的生长,同时Fe3W3C相减少;形成晶粒尺寸和致密度具有一定梯度分布的WC层。（4）WC层显微硬度从表面至基体呈梯度分布,最大显微硬度值为2169HV0.1。利用压痕法计算得到表面WC层的断裂韧性（KIC）约为5.11MPa·m1/2。在10N载荷作用下,表面WC层和靠近基体WC层的摩擦系数分别为0.311和0.485。通过对磨损形貌的观察可知,表面WC层只有轻微的磨痕,没有WC颗粒的剥落,说明WC颗粒之间结合紧密;而靠近基体WC层的磨痕变深,密度增大,WC颗粒没有从基体中拔出,说明WC颗粒与基体之间结合良好。主要的磨损机制为粘着磨损和磨粒磨损。