本发明公开了一种自生碳化物颗粒增强钢铁基复合材料及其制备方法与应用，属于材料技术领域。该复合材料的制备方法包括以下步骤：将原料进行SPS预烧结以使原料发生第一次原位反应，得到生成有部分碳化物颗粒的预制坯体；采用熔体对预制坯体进行浇注以诱发预制坯体发生第二次原位反应，得到具有多相碳化物增强颗粒的钢铁基复合材料；按质量百分数计，原料包括5‑15％的C、15‑40％的Ti、25‑55％的W以及15‑35％的Fe。上述方法简单，易操作，能够制备得到强度和耐磨性能均较佳的自生碳化物颗粒增强钢铁基复合材料，该复合材料可进一步用于制备易磨损零部件，具有良好的应用前景。