灰鑄鐵具有良好的減振性和耐磨性，鑄造流動(dòng)性好，鑄件不易產(chǎn)生開裂，易于機(jī)械加工。另外，灰鑄鐵成本低廉，被廣泛應(yīng)用于機(jī)體、閥體、油缸、床身、齒輪箱、泵殼和軸承座等。但是灰鑄鐵中分布著片狀石墨，會(huì)降低材料的塑性和韌性。為了滿足一些機(jī)器的需求，很多學(xué)者致力于提高灰鑄鐵力學(xué)性能的研究。

　　原位合成是通過元素之間或元素與化合物之間的反應(yīng)，在金屬基體內(nèi)原位生成一種或幾種高硬度、高彈性模量的硬質(zhì)增強(qiáng)相，從而達(dá)到強(qiáng)化金屬基體的目的。本實(shí)驗(yàn)在基體中加入鎢絲，以灰鑄鐵中的石墨為碳源，兩者原位合成制備鎢絲/鐵基復(fù)合材料，考察不同反應(yīng)程度的試樣，研究原位合成WC的過程。

　　采用灰鑄鐵和高強(qiáng)度的純鎢絲(純度99.7%，Φ1mm)為原材料?；诣T鐵的成分為(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)：3.61C，1.3Si，0.41Mn，0.022P，0.024S，余為Fe。為確保在澆鑄過程中鎢絲位置固定，制作帶孔的模具，鎢絲穿入模具中即可固定絲的位置。將帶有鎢絲的模具在電爐上預(yù)熱到200℃左右，加熱鐵液到1350℃，澆鑄到模具內(nèi)，緩慢冷卻至室溫后取出。將得到的W/Fe基復(fù)合材料用電火花線切割成10mm×10mm×25mm的試樣，剛澆鑄完未進(jìn)行熱處理的試樣，記為1#；在1150℃下，有氬氣保護(hù)的管式電阻爐中保溫1h后，在空氣中冷卻的試樣，記為2#；以在1150℃下，有氬氣保護(hù)的管式電阻爐中保溫2h后，在空氣中冷卻的試樣，記為3#。

　　用鑄造復(fù)合熱處理工藝，得到鎢絲/Fe基復(fù)合材料，分別對(duì)其在1150℃保溫1h和2h，得到反應(yīng)的中間過程形貌和完全反應(yīng)形貌。保溫時(shí)基體中的C向鎢絲擴(kuò)散，W向基體擴(kuò)散，反應(yīng)從鎢絲的外部開始向內(nèi)部進(jìn)行，在反應(yīng)區(qū)的邊緣，生成細(xì)小的WC顆粒，由外向內(nèi)顆粒呈現(xiàn)長(zhǎng)大的趨勢(shì)。原位合成WC的完整反應(yīng)過程如下：在澆鑄狀態(tài)，在鎢絲與基體邊界有少量的Fe7W6產(chǎn)生；在反應(yīng)的中間狀態(tài)，生成大量的WC，并有少量的中間產(chǎn)物W2C和復(fù)相化合物Fe3W3C，基體中的大量片狀石墨減少；在完全反應(yīng)狀態(tài)，所有的W全部生成WC，基體中的石墨更少。