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Fe-Al金属间化合物具有密度低、成本低、强度高、抗磨损性能良好以及优异的抗氧化、抗硫化和抗碳化性能，是一种具有良好应用前景的抗磨材料和高温结构材料。本论文采用机械合金化结合真空热压烧结技术制备了Fe3Al合金和Fe3Al/TiC复合材料，系统研究了所制备材料的微观结构、室温力学性能以及几种不同环境下的摩擦学性能。取得的主要结果和结论如下:
1.采用机械合金化结合真空热压烧结技术制备了Fe3Al合金和Fe3Al/TiC复合材料。所有材料的致密度均达到99％以上，TiC增强相在复合材料中呈网状结构均匀分布，增强相与基体间具有良好的结合性。所制备材料的显微硬度在3.76～11.50 GPa之间、压缩强度在1040～2370MPa之间、弯曲强度在1060～1610MPa之间。值得注意的是所制备材料的弯曲强度明显高于文献报道的同类材料。随着TiC含量的增加，硬度和压缩强度显著增大，但弯曲强度由于TiC陶瓷相的脆性而逐渐减小。
2.Fe3Al/TiC复合材料有较好的室温抗磨损性能，随着TiC含量增加抗磨性显著提高。抗磨性提高的主要原因是硬质相TiC在摩擦过程中起到了承载载荷的作用。材料磨损率在10-4～10-3 mm3/m量级，随载荷的增加磨损率明显增大。其中50 wt.％TiC复合材料的抗磨性比Fe3Al合金的高4～30倍。摩擦系数范围在0.46～0.60之间。摩擦系数随着滑动速率的增大而增大，受载荷和TiC含量的影响不大。Fe3Al合金与15％TiC复合材料的主要磨损机理是疲劳剥落，而25～50wt.％TiC复合材料的磨损机理为犁沟和剥落磨损。
3.Fe3Al/TiC复合材料在石蜡油润滑下同样具有良好的抗磨损性能，随TiC含量的增加抗磨性能逐渐增加。由于摩擦过程中形成了润滑油膜，并且油膜的厚度随滑动速度和复合材料中TiC含量的增加而增加，从而降低材料的磨损率和摩擦系数。材料磨损率在10-6～10-5 mm3/m量级，随载荷的增加而增大。其中50wt.％TiC复合材料的磨损率比纯Fe3Al基合金的低7～20倍。摩擦系数范围在0.09～0.14之间，随TiC含量的增加而减小。Fe3Al合金与15 wt.％TiC复合材料的主要磨损机理是犁沟和剥落磨损。25 wt.％和50 wt.％TiC的复合材料的主要磨损机理仅仅是轻微的犁沟磨损。
4.在硫酸溶液中，Fe3Al/TiC复合材料的磨损率以及摩擦系数均随TiC含量的增加而减小。由于Fe3Al合金和Si3N4球均与硫酸发生反应形成了FeS以及水合二氧化硅润滑膜，并且润滑膜的厚度随TiC含量的增加而增加，从而降低了摩擦系数和磨损率。材料磨损率大约在10-5～10-3 mm3/m量级，随载荷的增加而增大。其中50 wt.％TiC复合材料的磨损率比纯Fe3Al基合金的低4～38倍。摩擦系数范围在0.25～0.48之间。腐蚀和磨损的交互作用导致材料磨损率显著增加。Fe3Al合金与15 wt.％TiC复合材料的主要磨损机理是腐蚀磨损和犁沟磨损，而25～50wt.％TiC复合材料的主要磨损机理是腐蚀磨损。
5.在室温至800℃范围内，Fe3Al/TiC复合材料的磨损率在10-5～10-4 mm3/m量级，且随TiC含量的增加而减小。随温度升高，Fe3Al合金和15 wt.％复合材料的磨损率先增加后降低，而其它复合材料先增加后几乎不变，400℃时材料的磨损率最高，其主要原因是材料的氧化和强度的反温度效应共同作用的结果。材料的摩擦系数在0.55-0.95范围内，且随TiC含量增加而轻微增大，随温度的升高而缓慢降低。材料的磨损机理与温度相关。
6.系统研究了Fe3Al/TiC复合材料力学性能以及在干摩擦、油润滑、硫酸和高温等条件下的摩擦学性能，发现TiC显著提高了Fe3Al合金的摩擦学性能，并且能保持良好的力学性能，表明Fe3Al/TiC复合材料作为抗磨材料具有广阔的应用前景。