ZTA_P（ZrO₂增韧Al₂O₃陶瓷颗粒）增强高铬铸铁基蜂窝构型复合材料,将ZTA陶瓷颗粒的高硬度和高铬铸铁的金属韧性完美结合,是近年来十分热门的耐磨材料之一。在ZTA_P/高铬铸铁基复合材料中,陶瓷颗粒预制体的构型对于复合材料最后的成型过程中的铸渗效果及耐磨性能都有十分重要的影响,陶瓷颗粒与金属基体的紧密结合能够使复合材料在服役过程中减少颗粒的脱落,延长使用寿命,因此合理的陶瓷预制体结构是设计复合材料时候需要关注的重点。预制体结构优化对于复合材料力学性能及磨损性能非常关键。对ZTA陶瓷增强高铬铸铁基蜂窝构型复合材料铸件的凝固过程中的温度场、应力场和固-液相变化进行了耦合模拟。设置了不同的形状预制体的对照组,在每组不同形状预制体大组下面设置不同孔径/孔壁比的小对照组。通过不同形状预制体对照组的对比,进一步确认了六边形孔预制体的良好性能,既能改善应力集中,而且热应力最高值也较小,六边形孔的特殊形状,使得无论什么部位的金属液渗透入预制体,其距离都是相等。在六边形孔预制体的对照组中,找到了最佳孔径/孔壁比为1.5,当六边形孔预制体孔径/孔壁比偏离最佳时,其在ZTA陶瓷增强高铬铸铁基蜂窝构型复合材料铸件的凝固过程中表现出的性能甚至还不如其他形状如圆形或者四边形孔预制体,所以应当根据实际需要,选择预制体。在以往的蜂窝陶瓷高铬铸铁基复合材料的有限元模拟中,大多将陶瓷颗粒预制体视为整体或添加多孔介质为边界条件来贴近颗粒预制体。在本文中,在几何模型的建立上,使用与实际预制体等同的颗粒模型,使得模拟结果与实际实验结果更为贴近,避免因几何模型的原因而导致的模拟结果偏差。