首次将铸造过程与Fe-Ti-C-Al 体系SHS 反应有机结合,成功制备出TiCp局部增强铸造钢基复合材料,很好地解决了SHS 反应的引燃、致密化及增强体原位形成和零件成形一体化制造等关键科学问题。对Fe-Ti-C-Al 体系溶液进行了热力学计算结果表明:Al 加入量增加可以降低TiCp 的生成自由焓,有利于TiCp 的生成。在本实验条件下,TiCp 可在1600℃钢液中生成。为研究Fe-Ti-C-Al 体系SHS 反应合成制备TiC 颗粒局部增强铸造钢基复合材料提供了理论依据。采用Fe-Ti-C-Al 体系,将粉料充分混合压制成约理论密度60%的预制块,经预处理后放置在铸型内,利用高温钢液的热能引发SHS 反应,使液态金属成型和在钢液内内生TiC 增强颗粒同时完成。成功地制备了大体积分数的TiC颗粒局部增强铸造锰钢基和铸造45Mn2 钢基复合材料。很好地解决了在颗粒增强铸造钢基复合材料制备过程中,存在的外加陶瓷颗粒润湿性差、颗粒表面易污染、颗粒参与下的熔体流动性差、充型困难和大体积分数颗粒无法实现等严重影响颗粒增强铸造钢基复合材料制备中的难题。探讨了Fe-Ti-C-Al 体系在钢液内SHS 反应生成TiC 的机制,并给出粉末粒度、配比、预制块的紧实率及添加剂等影响TiC 生长的动力学因素对TiCp生成尺寸的影响规律。优化出适合于TiC 颗粒局部增强铸造钢基复合材料制备的工艺参数。为进一步提高TiC 颗粒局部增强铸造45Mn2 钢基复合材料的性能,进行了强韧化热处理,以改善TiCp 形态,提高TiCp 增强区和基体的宏观硬度。并对TiC 颗粒局部增强铸造锰钢基、铸造45Mn2 钢基复合材料的硬度、耐磨性进行了研究。为上述两种TiCp 局部增强铸造钢基复合材料的应用,提供了可供参考的理论与技术依据。