近年来,国内外学者对WC_P/Fe复合材料在高温磨损等复杂工况下的耐磨性开展多项研究,但因陶瓷增强颗粒、金属基体间热学、力学性能存在显著差异导致其在高温磨损等复杂工况下作业产生明显的热应力,对相关零部件的服役寿命与安全性造成极大的影响。因此,本文采用微波烧结与真空消失模铸渗工艺（V-EPC）,通过高温环境下WC颗粒溶解而使W元素充分扩散,形成钨合金化复合层制备WC/Fe复合材料能有效解决上述问题。但根据菲克定律与扩散方程不难发现W元素无法完全均匀扩散而使复合层内不同位置处的W含量完全相同,故研究WC/Fe复合材料中W扩散均匀性十分必要,并为今后相关工程应用提供理论依据与数据支撑。通过金相显微镜（OM）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）、显微硬度计、三体磨料磨损机等分析测试手段对复合层、基体、宏观界面的显微组织、物相组成、微观结构、元素分布与含量、显微硬度、耐磨性等组织性能进行表征,分析复合层的形成与演变机制。实验结果表明,基体为为典型亚共晶成分合金,凝固时先析出一次奥氏体枝晶,待温度降至共晶点发生共晶转变形成共晶奥氏体与二次碳化物的混合共晶组织,而复合层为网状形貌的M₃C型碳化物。Cr元素分布在共晶奥氏体中形成（Fe,Cr）₃C,W、Ni元素弥散分布在一次奥氏体枝晶内形成Fe₃W₃C、Ni₁₇W₃,细化晶粒使复合层冲击韧性未明显降低,且引入硬质相使其硬度明显提高,一定范围内也提高其耐磨性。通过设置具有不同结构参数（孔径孔距比相同孔径不同、孔径相同孔径不同、孔距相同孔径不同）的蜂窝结构预制体,并采用微波烧结与真空消失模铸渗工艺制备不同蜂窝结构预制体结构参数下的WC/Fe复合材料。孔径孔距比相同时,W元素扩散均匀性随孔径增加而先增大后减小,且复合层耐磨性先增大后减小;孔径相同时,W元素扩散均匀性随孔距增加而逐渐减小,但复合层耐磨性逐渐增大;孔距相同时,W元素扩散均匀性随孔径增加而逐渐增大,但复合层耐磨性逐渐减小。此外,选取W元素扩散均匀性最高时的预制体结构参数与不同尺寸的WC颗粒,通过表征分析复合层显微组织与未溶解颗粒、微观界面的显微硬度,发现WC颗粒溶解程度随WC颗粒尺寸减小而增大。最后,选取最佳预制体结构参数与WC颗粒尺寸成功制备复合材料导板,并研究浇注方式、微波烧结等步骤对复合材料导板组织性能的影响。通过有限元分析软件ANSYS、COMSOL对主要影响WC颗粒溶解与W元素扩散并形成钨合金化复合层的孔内熔体浸渗、颗粒断裂与溶解、孔内熔体凝固等过程进行模拟,基于双相解（Two-Phase Solution）模型与有限元模拟结果,建立W元素扩散方程并输入数学分析软件MATLAB中进行二次开发,计算不同预制体结构参数下复合层原孔内W元素含量分布曲线。模拟结果表明,预制体结构参数影响原孔壁处W含量、孔内熔体温度与凝固时间、W元素扩散系数,进而导致原孔内W元素分布曲线差异。结合晶粒尺寸、显微硬度、耐磨性等分布变化与有限元模拟结果,揭示预制体结构参数与复合材料中W元素扩散均匀性的关联机制。