本文基于提升烧结高铬铸铁生产工艺调控能力和扩展应用前景的迫切需求，采用超固相线液相烧结技术制备了烧结高铬铸铁和TiC增强烧结高铬铸铁复合材料。较系统地研究了变温烧结工艺和TiC颗粒添加量对烧结高铬铸铁的显微组织、力学性能及其内在关系的相关科学技术问题，以期为烧结高铬铸铁的高质高效生产提供坚实的基础。本文分析了所制备的烧结高铬铸铁和TiC增强烧结高铬铸铁复合材料的化学成分、物相组成、碳化物三维形貌；测试了相应材料的密度、洛氏硬度、冲击韧性、抗弯强度等物理性能和力学性能；探索了变温烧结工艺对烧结高铬铸铁性能的影响规律；获得了实验范围内烧结高铸铁的优化变温烧结工艺；揭示了增强相TiC颗粒添加量对烧结高铸铁组织与性能的影响规律。研究结果表明：
　　变温烧结工艺能够提高20Cr烧结高铬铸铁的烧结温度区间，将最高烧结温度从原来的1235℃提升到1255℃，提高了20℃。
　　变温烧结工艺分为高温烧结阶段和低温烧结阶段。这两个阶段对显微组织和性能的影响各有侧重点。在高温烧结阶段，当烧结时间相同时，随着烧结温度升高，烧结高铬铸铁显微组织变得粗大。通过对比烧结时间和烧结温度对碳化物体积分数的影响发现，高温烧结时间比高温烧结温度影响-更大。所以，在设计变温烧结工艺时应该控制高温烧结时间最好不要超过15min。在低温烧结阶段，总体上，高温烧结接低温烧结能够使高铬铸铁基体中碳化物形成元素的充分析出，使材料性能表现为硬度下降、韧性上升。低温烧结温度会显著影响碳化物的析出程度及其形貌。所以，设计变温烧结工艺时，若使烧结高铬铸铁获得更多的耐磨相，应该选择较高的低温烧结温度来产生较多的液相，使碳化物充分析出；若欲改善碳化物的形貌以提高韧性，应该选择较低的低温烧结温度来促使碳化物形貌变得圆润。在试验范围内，20Cr烧结高铬铸铁的优化变温烧结工艺为：1255℃*5min+1190℃*80min，该工艺下制备的20Cr烧结高铬铸铁密度、硬度、冲击韧性和抗弯强度，分别是7.53g/cm3、58.3HRC、7.9J/cm2和2180.4MPa。
　　通过电解萃取、离心分离的工艺方法，得到了20Cr烧结高铬铸铁的M7C3碳化物样品。通过SEM观察发现，M7C3型碳化物呈六棱柱形状。随着烧结时间的延长，M7C3型碳化物的尺寸变大，而且联接程度升高。
　　采用超固相液相烧结技术制备出TiC添加量从5wt.%到40wt.%的TiC增强烧结高铬铸铁复合材料。随着TiC添加量的增加，TiC-SHCCI复合材料的相对致密度先上升后下降；在显微组织中，基体尺寸不断变小，基体形貌由较大块体向较小岛状发展，同时，基体中M7C3碳化物尺寸变小。从TiC的分布情况分析，TiC能够和粘结相良好结合，但是TiC团聚是一直都存在。力学性能上，随着TiC添加量的增加，复合材料硬度先逐渐增加，在质量分数增加为30%时，硬度达到最大值70.5HRC，随后降低；冲击韧性不断降低。在TiC质量分数为30%时，TiC-SHCCI复合材料综合力学性能最好，其密度、硬度、冲击韧性和抗弯强度分别是6.46g/cm3、70.5HRC、1.4J/cm2和1028.80MPa。
　　淬火热处理工艺(1050℃×2h+空气冷却)提高了低TiC添加量TiC-SHCCI复合材料的硬度，同时降低了其冲击韧性。这主要是由基体中马氏体含量增加导致的。