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摘要：本研究为了提高高铬铸铁耐磨材料的表面耐磨性,采用优化了的铸造烧结工艺制备了高铬铸铁表面复合材料,优化了表面复合层预制体的制备工艺,研究了表面复合材料的组织和力学性能,并对复合材料和高铬铸铁的耐磨性进行了对比分析研究。对表面复合层的粉末冶金制备工艺进行优化后确定表面复合层的元素组成为：22%V、6%Cr、5.6%C、3%Ni、Fe(Bal.);合金粉末球磨工艺为：转速300r/min,球料比为7：1,球磨24h;合金粉末压制工艺为：冷等静压180MP保压30S；烧结工艺为：1200℃保温1h,理论计算及实验表明V、Cr的碳化反应在热力学上可行。通过铸造烧结的方法制备了高铬铸铁表面复合材料,确定浇铸温度1500℃,复合层与基体的结合方式为冶金结合,结合界面处有元素互扩散,复合层密度为7.08g/cm3,复合层内物相由Y-Fe和均匀分布的V8C7、Cr7C3增强相组成；20-600。C热膨胀实验表明高铬铸铁和表面复合层之间热膨胀差异不大,界面能够保持有效的结合力。对复合材料进行拉伸性能测试,复合材料的抗拉强度为159MPa,断裂方式为脆性断裂,由于致密性不好使断口呈现“伪韧性断裂”现象,断口位置出现在表面复合层内部,远离复合材料界面。对比研究高铬铸铁和复合材料的耐磨性,复合材料的摩擦磨损性能是高铬铸铁的18.3倍,三体磨料磨损磨损相差不大。复合材料磨损过程中的失效形式是切削犁沟和疲劳剥落。通过在表面复合层中添加尺寸为100um左右的ZTA陶瓷颗粒后,复合材料的三体磨料磨损性能优于高铬铸铁,是高铬铸铁的1.5倍。ZTA与复合层基体之间结合良好,复合材料的三体磨损增强机制,增强机制为增强相的“阴影效应”和基体对颗粒的“支撑作用”,包括ZTA对复合层基体的保护和基体中的VC-CrC对7-Fe的保护以及7-Fe对VC-CrC的支撑和VC-CrC.γ-Fe对ZTA的支撑。