采用原位反应铸造法制备了VCP/Fe复合材料。运用正交设计法优化了制备工艺，探讨了工艺参数对VC颗粒形貌的影响；应用热力学和动力学理论分析了VC颗粒的生成条件及长大过程；利用XRD、SEM及 TEM对复合材料的组织结构进行了分析；研究了VC颗粒尺寸及体积分数对复合材料力学性能的影响；对原位 VCP/Fe复合材料的热加工性能进行了初探；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蚀耐磨性能。　　正交设计法优化结果表明，制备工艺的最佳参数为C含量2.5wt％、V含量10wt%、反应温度1750℃、保温时间5min。利用自制的球化剂和孕育剂对复合材料进行了变质处理，结果表明球化剂降低 VC生长的各向异性，可促进 VC颗粒的团球化，与孕育剂相比，可使球状碳化物变得更加细小弥散，其形貌也更接近球形；随着熔炼温度的升高和保温时间的延长，有利于VC的形核、长大；VC形核后的稳定性较好，冷却速度对其影响较小，不存在衰退现象。　　热力学计算表明，在Fe-Cr-Ni-V-C五元熔体中，Cr7C3生成的Gibbs自由能变化最低，熔炼温度低于1680℃时容易生成；当温度高于1680℃时， Cr7C3达到熔点分解，此时VC生成的Gibbs自由能变化最低，V与Cr7C3分解释放的C结合，VC开始大量形核。动力学研究表明，当合金熔体中反应形成稳定的VC晶核时，需要合适的等温反应处理才能长大；且颗粒的平均尺寸r随反应时间t的延长和处理温度T的提高而增加。　　XRD分析表明复合材料的基体为铁素体和奥氏体双相组织；奥氏体的成分接近304L不锈钢，占基体体积分数的70.7%；铁素体的成分接近434-L不锈钢，占基体体积分数的29.3%，V与C以V4C3的形式结合；Cr少部分以Cr7C3的形式存在，大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。由 SEM分析结果进一步证明了复合材料中球状颗粒增强相为VC。TEM分析表明VC颗粒与基体结合牢固，界面洁净，无反应产物。　　力学性能测定表明，VC颗粒尺寸（5μm）一定时，随着 VC颗粒体积百分含量的增加，复合材料的硬度降低，冲击韧性提高；当 VC颗粒体积百分含量（10.2%）一定时，随着 VC颗粒尺寸的增大，材料的硬度、冲击韧性呈先增加后减小趋势；当 VC颗粒体积百分含量为10.2%、颗粒尺寸为5μm时，材料具有最佳的综合力学性能。　　原位 VCP/Fe复合材料热加工性能研究结果表明，热处理可以改变原位VCP/Fe复合材料的基体组织，对VC增强相的影响不大；高温退火处理使得枝状的Cr7C3发生了团球化，使复合材料的硬度和冲击韧性均有所提高。复合材料自行焊接时，焊缝处的组织均匀，没有裂纹等焊接缺陷产生，可焊性好；当复合材料和不锈钢进行焊接时，在线能量6550J/cm以下，焊缝处的组织均匀，没有裂纹等焊接缺陷产生，可焊性较好；线能量超过6550J/cm时，焊缝中有气孔存在，熔合区有缩孔和脆化分层出现，可焊性较差。　　阳极极化曲线测定表明 VCp/Fe复合材料致钝电位较低，易于钝化，钝化区域范围宽，钝化膜性质稳定，耐电化学腐蚀性能接近于不锈钢(Cr18Ni9)。3.5%NaCl水溶液腐蚀试验表明 VCp/Fe复合材料的腐蚀速度与不锈钢(Cr18Ni9)相当，耐蚀性较好。90%和98%浓硫酸浸泡试验表明VCp/Fe复合材料与不锈钢自钝化能力相当，且随着硫酸浓度由90%增加到98%时，复合材料腐蚀速度降低，自钝化能力增强。　　湿磨损试验表明 VCp/Fe复合材料耐磨性能是不锈钢(Cr18Ni9)的3～8倍；磨损类型为冲蚀磨损和显微切削性磨料磨损；微观形貌是冲蚀坑、微切削和犁沟，磨损过程中 VC颗粒与基体结合良好。在干磨损条件下，VCp/Fe复合材料的耐磨性优于 TiCp/Fe复合材料，同湿磨损相比，与白口铁(15Cr3Mo)耐磨性的差距也在缩小；磨损类型为磨料磨损和粘着磨损，粘着磨损的发生使材料的磨损表面受到了石英粉末的污染。在3.5%NaCl水溶液中磨料磨损时，VCp/Fe复合材料磨损类型是腐蚀磨损和冲蚀磨损，微观形貌是腐蚀坑、冲蚀坑，在腐蚀磨损交互作用下，VCp/Fe复合材料的耐磨性能极为优异，是抗磨白口铁(15Cr3Mo)的3～5倍，TiCp/Fe复合材料的5～14倍。