通过Ti-C-Al-3Ni体系的热力学分析与热爆反应实验，对原位合成TiC/Ni3Al钢基表面复合涂层的可行性进行了研究。采用钨极氩弧焊原位合成TiC/Ni3Al钢基表面复合涂层。研究了钨极氩弧焊熔覆工艺，并优选出较佳的工艺参数。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计和高温高速摩擦磨损试验机研究了复合涂层的微观结构、界面形貌、硬度和耐磨性，并初步探讨表面复合涂层的形成机理。　　 研究结果表明：采用钨极氩弧焊熔覆可以在钢表面制得TiC/Ni3Al复合材料涂层，产物纯净、无杂质相；TiC均匀分布在Ni3Al基体上，涂层组织均匀致密，无气孔、空洞等缺陷。随着(Ti-C)含量的增加，TiC颗粒数量相应增加，分布更趋均匀。涂层与基体之间呈现良好的冶金结合，从涂层到界面处Al、Ni、Fe元素呈梯度变化，Ti元素在涂层含量较多。随着涂层中(Ti-C)含量的增高，材料的硬度有所提高，表面复合涂层的硬度明显高于钢基体。TiC/Ni3Al表面复合涂层的磨损性能要优于H13钢基体，且随着温度的升高更为显著，在25℃时钢基体的磨损体积为表面涂层的3.35倍；200℃时提升为4.12倍；400℃为6.98倍。