碳化钨-钴（WC-Co）硬质合金具备高硬度、高耐磨性和高韧性等特点,因此被广泛应用于机械制造、矿产资源探采和隧道挖凿等领域相关设备的关键零部件制造。然而,钴在高温下会显著软化,导致WC-Co硬质合金的力学性能降低,进而限制了其在高温环境下的服役性能。为了提高硬质合金在高温环境下的使用性能,并降低制备成本,目前关于以镍基高温合金Ni3Al作为粘结剂制备的硬质合金已吸引学者广泛关注和研究。但是由于WC-Ni3Al硬质合金在力学性能方面仍然存在不足,致使其在实际应用中仍存在较多的局限性。因此,为制备出硬度与韧性兼具的WC-Ni3Al硬质合金,本文制备了一种含有Ni3Al梯度的WC-Ni3Al梯度材料,揭示了烧结温度对WC-Ni3Al梯度材料微观组织和力学性能的影响,并引入Ti元素进一步提高WC-Ni3Al梯度材料的力学性能,还研究了Ti掺杂WC-Ni3Al梯度材料的抗氧化性能。首先采用高能球磨法制备出Cr、Fe、B等元素强化的Ni3Al合金粉末,而后采用低转速球磨完成了Ni3Al含量分别为2、6、10、15 wt.%的WC-Ni3Al复合粉末的制备。随后,通过放电等离子烧结（SPS）在1380℃下将复合粉末烧结成型。研究表明,随着Ni3Al含量的提高,WC-Ni3Al复合材料的硬度逐渐下降,断裂韧性逐渐提高,横向断裂强度则以先上升后下降的趋势变化,其中WC-10%Ni3Al复合材料具有较好的综合力学性能。随后选取了硬度较高的WC-2%Ni3Al作为表层,断裂韧性和横向断裂强度较高的WC-10%Ni3Al作为芯部层,对不同的复合粉末进行分层压制。采用SPS技术分别在不同温度下制备出WC-Ni3Al梯度材料,并对其组织结构和力学性能进行分析。结果显示随着烧结温度的提高,WC-Ni3Al梯度材料的WC晶粒尺寸有所长大,且同一试样其表层的晶粒尺寸始终大于芯部层的晶粒尺寸。经1380℃烧结后WC-Ni3Al梯度材料获得较佳的综合性能,其中表层硬度为19.29±0.18 GPa,芯部断裂韧性为11.89±0.12 MPa·m1/2,整体的横向断裂强度为1553 MPa。此外,还发现在较高烧结温度下WC-Ni3Al复合材料中生成的Al2O3存在颗粒过大现象,会恶化力学性能。为了减少Al2O3的形成并细化Al2O3颗粒,Ti粉被引入到WC-10%Ni3Al复合材料中以优化力学性能。研究表明添加Ti粉后Al2O3形成量有所降低且颗粒尺寸明显减小,并且Ti元素以（Ti,W）C的形式存在提高了WC-10%Ni3Al复合材料的力学性能。随后,基于10:3的Ni3Al:Ti重量比例,以WC-2%Ni3Al-0.6%Ti作为表层、WC-10%Ni3Al-3%Ti作为芯部层在相同的工艺下制备了Ti掺杂WC-Ni3Al梯度材料。改进后的梯度WC-Ni3Al复合材料的表层硬度提高至20.38±0.07 GPa,芯部层断裂韧性提升至13.04±0.23MPa·m1/2,整体的横向断裂强度也提高至1590 MPa。最后,以YG10硬质合金作为对比材料,研究了Ti掺杂WC-Ni3Al梯度材料在不同温度下的抗高温氧化性能。结果表明,在600℃和700℃下两种材料的氧化均不明显,氧化增重较小。当温度提升至800℃时,氧化速率大幅提高。经900℃氧化3小时后Ti掺杂WC-Ni3Al梯度材料的单位面积增重为89.30 mg/cm~2,而YG10的单位面积增重为97.21 mg/cm~2,表明Ti掺杂WC-Ni3Al梯度材料的抗氧化性能优于YG10硬质合金。