另一方面，許多研究表明，耐磨材料需要同時(shí)具有高硬度和高韌性， 而整體復(fù)合只提高了硬度，卻不能使韌性得到改善，而金屬-陶瓷復(fù)合材料既保持了陶瓷的高硬度、高耐磨性等優(yōu)良性能，又具有金屬基體的高韌性、高延展性。碳化物顆粒具有高強(qiáng)度、高硬度、與基體潤(rùn)濕性良好等優(yōu)點(diǎn)， 使其作為第二相顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料已廣泛應(yīng)用于航空航天、冶金、建材、電力、水電、礦山等領(lǐng)域，并取得了很好的實(shí)際應(yīng)用效果。



而對(duì)鋼鐵基原位生成TaC的研究鮮有報(bào)道。因此，在本實(shí)驗(yàn)中采用了表面陶瓷顆粒增強(qiáng)鐵基復(fù)合的方法。同時(shí)，選用TaC顆粒作為第二相顆粒增強(qiáng)相。對(duì)TaC 顆粒原位增強(qiáng)鐵基表面復(fù)合材料的微觀形貌及反應(yīng)過程進(jìn)行分析 [1]  。TaC復(fù)合材料編輯宏觀組織試樣在1160℃保溫1 h 反應(yīng)形成TaC/ Fe 梯度復(fù)合材料。宏觀觀察發(fā)現(xiàn)：反應(yīng)層梯度明顯、過渡均勻，與基體結(jié)合良好，無明顯的剝落現(xiàn)象。整個(gè)擴(kuò)散反應(yīng)過程反應(yīng)區(qū)厚度約為1180μm， 試樣主要有四層， 分別是A層、B 層、C 層和基體。



根據(jù)實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)物的形態(tài)和分布， 建立鉭板在鑄鐵基體中的液固反應(yīng)過程模型。模型分為以下幾個(gè)步驟： 反應(yīng)初期、反應(yīng)生成熔融[TaC]、反應(yīng)生成TaC、反應(yīng)生成TaC 分散層和完全反應(yīng)。從反應(yīng)模型中可知， 在反應(yīng)過程中基體中的原子需穿過基體層才能到達(dá)界面反應(yīng)處。其反應(yīng)的過程為：反應(yīng)初期C 原子通過擴(kuò)散到達(dá)Ta 板表面，與Ta 板表面熔融的[Ta]結(jié)合；由于Ta 對(duì)C 有極強(qiáng)的親和力，當(dāng)Ta、C 相遇時(shí)發(fā)生原位反應(yīng)生成[TaC]共熔體；基體中的C 繼續(xù)擴(kuò)撒與[TaC]共熔體結(jié)合，當(dāng)其濃度在熔體中達(dá)到飽和時(shí)析出碳化物TaC 顆粒