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采用原位反应铸造法制备了VCP/Fe复合材料。通过热力学计算和相图分析,研究了原位VC颗粒的性质及其生成条件;利用XRD、SEM、EDX研究了复合材料的组织结构、VC颗粒的立体形貌;探讨了复合材料的熔炼工艺对VC颗粒形貌及复合材料力学性能的影响;建立了复合材料耐蚀耐磨性能的评价体系,测定了VCP/Fe复合材料及对比材料的耐磨耐蚀性能。热力学计算表明在Fe-Cr-Ni-V-C五元熔体中,Cr7C3生成的Gibbs自由能最低,熔炼温度低于1680℃时容易生成;当温度高于1680℃时,Cr7C3分解释放出C原子,此时VC生成的Gibbs自由能最低,开始大量形核、长大。相图分析表明对于Fe-15Cr-V-C合金,含V量为8~10%,含C量为2.4~3.0%时合金达到过共晶成分,VC从合金液中直接形核长大而析出,此时VC形貌最好,呈团球状均匀分布在基体中。熔炼温度、反应时间和球化剂对复合材料中VC颗粒的形貌和复合材料的力学性能有显著的影响。熔炼温度高于1680℃时,VC增强颗粒大量形成;熔炼温度提高也降低了Cr7C3的含量,减弱了它对基体的割裂作用,可有效提高复合材料的冲击韧性。球化剂的加入使得VC颗粒更加细小弥散,冲击断口韧窝增加也更明显,进一步提高了复合材料的韧性;1750℃保温5min时,可以得到理想大小和形状的VC增强颗粒,此时复合材料综合力学性能最佳(HRC 45.5、13.1 J/cm2)。XRD分析表明,复合材料的基体为铁素体和奥氏体双相组织;铁素体的成分接近434-L不锈钢(Cr17 C<0.12%),在基体中的体积分数为20%,奥氏体的成分接近304L不锈钢(Cr19Ni11 C<0.1%),占基体体积分数的80%;V与C以V4C3的形式结合;Cr一部分以Cr7C3的形式存在,一部分固溶在铁素体和奥氏体基体中;而Ni全部固溶在奥氏体基体中。深腐蚀后的SEM观察表明复合材料中增强颗粒在空间呈球状,尺寸为5~10μm,EDS显示颗粒只含有V和C,结合XRD的结果表明增强颗粒为V4C3。通过测定阳极极化曲线表明,原位VCp/Fe复合材料致钝电位较低,钝