原位(in-situ)自生金属基复合材料(MMCs)是当前研究的热点之一，并被认为是金属基复合材料(MMCS)发展的一个重要方向。钢铁材料仍在国民经济中占有重要地位，挖掘其性能潜力，具有十分重要的社会及经济意义。TiC、VC、WC、NbC、Cr7C3、(Cr,Fe)7C3、Mo2C均为具有高硬度、高强度、高耐磨性的理想增强相，但是它们与钢铁熔体的密度(7.87 g/cm3)差较大，容易引起增强相在合金熔体中的上浮或下沉，产生偏聚，特别是铸件较大时，这种现象更加明显。可见，为了使增强相均匀分布于基体中，减少增强相与合金熔体的密度差是关键所在；且采用单一金属碳化物增强相，增强相的体积分数很难提高，加入多种合金元素不仅可以提高自生增强相的体积分数，而且可以改善增强相与基体的密度差、分布状态，进而提高材料的耐磨性能。 本文通过加入Ti,W,Cr,V,Nb,Mo强碳化物形成元素和稀土复合变质处理研究了合金成分、稀土复合变质剂对原位自生钢基复合材料组织、自生复合碳化物增强相的形态、分布的影响；结果表明，铸态下原位自生的碳化物增强相主要呈颗粒状，且分布均匀，并有少量鱼骨状相出现；随着多元合金量的增加，自生碳化物体积分数增加，自生颗粒趋于增大，但碳化物颗粒直径仍在20μm以下；稀土复合变质处理改善了自生碳化物颗粒的形态和分布，使自生复合碳化物颗粒更细小、更圆整、分布更均匀。自生复合碳化物增强相的体积分数达到42.8%左右。 研究了热处理工艺对原位自生钢基复合材料显微组织的影响；通过优化的热处理工艺，一方面改善了基体的硬度和机械性能，另一方面改善了基体组织和自生碳化物颗粒形态，适当的热处理工艺可使自生颗粒更圆整。 通过X-ray衍射和透射电镜(TEM)研究了原位自生钢基复合材料中碳化物增强相的组成、基体组织及其界面。结果表明，碳化物增强相为TiC、VC、V8C7、WC、NbC、Cr7C3、Cr23C6、Mo2C等的一种或几种的复合；基体和增强相间的界面清洁，结合良好，没有其它杂质物质生成。 通过冲击性能试验研究了原位自生钢基复合材料的冲击性能，并分析了合金含量和稀土变质处理对其冲击韧性的影响。结果表明：稀土变质处理可提高其冲击韧性，增加合金量降低其冲击韧性。 通过磨粒磨损试验和高速摩擦磨损试验研究了原位自生钢基复合材料的磨粒磨损和高速摩擦磨损特性以及合金加入量和稀土变质处理对其磨粒磨损和高速摩擦磨损性能的影响，并探讨了其磨粒磨损和高速摩擦磨损机理。结果表明：磨粒磨损条件下，原位自生钢基复合材料具有优良的耐磨性能，增加合金量和稀土变质处理均可提高其耐磨性能；因此，利用铸造法制备的原位自生钢基复合材料在提高材料耐磨粒磨损性方面是可行的。在高速摩擦磨损条件下，低速低载时，原位自生钢基复合材料表现出良好的高速磨损性能，增加合金量和稀土变质处理均可提高其高速摩擦耐磨性能；高速高载时，其磨损率迅速升高；增加合金量和稀土变质处理反而不利于提高其高速摩擦耐磨性能。