表面覆层材料的相结构由可知，烧结前混合粉末主要由Ti、石墨、α－Fe和W组成，同时含有少量的Fe2W.从可以看出，覆层材料主要由（Ti，W）C、Fe3W3C、TiC和α－Fe组成。中不能区分（Ti，W）C固溶体和TiC，这是由于它们相结构相同，晶格常数相近，在XRD图谱中其衍射峰完全重合，表现为TiC的衍射峰增高。同时，X射线衍射分析没有发现Fe3C和FeTi2相的特征。表明在反应中生成了预想的硬质增强相，而没有生成所不希望得到的中间产物。本次试验1300℃高温烧结，在低温阶段（20～700℃），烧结体内的有机胶粘结剂烧失，一些粉末颗粒表面的氧化膜得到初步还原。另外，粘结金属也会产生某些微弱的连接，粉末颗粒间的接触应力逐渐消除，整个烧结体没有明显的收缩。
到850～900℃温度阶段，Ti和Fe首先形成金属间化合物Ti2Fe，由于铁粉颗粒较大（100目），化合物聚集成团状，同时基体中局部钛原子和碳颗粒接触处发生固相反应，生成少量TiC；温度升高到1000℃左右，金属元素活动加剧，钛和钨向团状颗粒中渗透，Mo、Cr向铁基体中扩散，此时碳原子扩散速度有限造成碳元素在基体中分布不均匀，在富碳的Ti2Fe颗粒周围首先进行碳化反应：Ti＋CTiC，出现了（a）中D区域团状的TiC硬质相。由于覆层处于固相反应阶段，团状颗粒中的钛原子活动受限，在团状中心E区域的铁基体中出现了少量TiC硬质相；到1100℃左右，覆层局部出现液相，在贫碳区域开始出现M6C型化合物。温度继续升高到1300℃左右，覆层中出现了大量液相，白色枝晶状和块状的合金渗碳体Fe3W3C大量生成并均匀分布在整个基体中，反应后过剩的W固溶到分散的TiC颗粒中，在块状Fe3W3C区域上出现了灰色的（Ti，W）C球状小颗粒。
