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摘要：H13钢作为我国应用最广泛的热作模具用钢材料,具有较好的室温和高温力学性能。随着H13钢工业应用的不断扩大,对其性能提出了越来越高的要求,若采用粉末冶金法制备出以H13钢为基体的高性能颗粒增强复合材料,对特殊工况下材料的使用将具有重要的实用价值。论文采用粉末冶金的方法制备了Ni包覆TiC颗粒增强H13复合材料,并对复合粉末的球磨工艺和烧结工艺进行了探索性研究,借助X射线衍射仪、扫描电子显微镜、差热分析仪、显微硬度计、电子万能试验机以及热模拟试验机等手段,分析了复合材料的微观组织、TiC分布、颗粒与界面的结合以及烧结坯的致密化和力学行为,并考察了烧结坯的高温压缩行为,得到了以下结论：(1)研究了TiC/H13钢混合粉末的球磨行为,结果表明球磨过程对粉末的性能产生了很大的影响。随着球磨过程的进行,粉末颗粒的粒度下降,颗粒的形貌从球形变化成不规则的片屑状；复合粉末压制成型性提高,硬化指数降低；同时由于混合粉末粒度的细化,比表面积增大,并产生大量的缺陷、应变,从而降低了粉末反应激活能,促进烧结过程的进行,使复合粉末烧结更容易进行,且复合材料微观组织中TiC颗粒分散得更均匀。(2)通过对TiC/H13钢复合材料的烧结工艺条件的探索,得到了2%TiC颗粒增强的H13钢复合材料的最佳烧结工艺条件1400℃/2h。为了改善TiC与基体的结合,促进TiC/H13钢混合粉的烧结,对TiC粉末颗粒进行表面镀镍处理,根据烧结动力学方程,得出镀Ni处理有利于H13钢的烧结过程；在最佳烧结工艺条件下,在H13钢基体中,添加经镀镍处理的2%的TiC颗粒作为增强相,可有效的提高材料的综合性能；在室温下,材料的硬度462HV提高到496HV,提高了约7%；抗拉强度从1069MPa提高到1337MPa,提高了25%；但是冲击韧性和塑性有少量下降。(3)粉末冶金TiC/H13钢烧结复合材料热压缩时,与致密材料不同,在发生了塑性变形的同时还提高了材料的致密度。对于应力应变曲线而言,随应变速率的增加,流变应力增加；压缩温度的升高,流变应力水平明显降低。低应变速率的流变曲线比较光滑,而高应变速率的流变曲线呈锯齿状。根据TiC/H13钢复合材料高温压缩实验求出的相关材料常数,建立了峰值屈服应力与应变速率以及温度之间的本构方程：(4)基于热加工图的基本原理,采用高温压缩数据绘制了TiC/H13钢复合材料在变形量为50%时的热加工图。结合热加工图与相应的显微组织分析可知：H13钢复合材料可加工的温度范围为1050-1150℃,应变速率范围为1-10s-1。且在1050℃/10s-1的变形条件下,材料的功率耗散最大,热加工性能最好。