随着钛合金技术的发展,生产成本的降低,以及使用限制减少,钛合金的应用门槛也随之降低。其使用重心也随之从航空航天以及军用等高精尖领域向医疗、生物、船只,工程器械等生活领域倾斜。虽钛合金具有非常优异的力学性能,但由于其相对较差的耐磨性能,其使用仍然受到限制。因此对其磨损性能的探究具有非常重要的意义,因使用环境更多是在常温下,所以我们需要建立常温下钛合金的磨损性能研究体系,绘制轻微-严重磨损转变图,为后来的研究和实际应用提供参考。本研究的主要内容对Ti-6Al-4V钛合金进行常温下销-盘式对磨,摩擦速度为0.2-4.0m/s,加载载荷为10-240N,通过摩擦磨损实验测量其磨损率,绘制磨损率-载荷曲线,对其表面形貌采用SEM拍摄照片进行分析,EDS进行表面元素成分含量分析,进行磨损机理对比分析,绘制磨损机制转变图。对比分析表面硬度变化,对比分析截面形貌,观察分析亚表层显微结构变化,测量不同滑动速度,不同加载载荷下截面梯度硬度变化曲线。对于Ti-6Al-4V合金的磨损变化我们将其分为轻微磨损和严重磨损两个阶段,这两个阶段是我们用来界定Ti-6Al-4V合金是否能安全工作的重要标准。在滑动速度0.2 m/s时发生磨损机制为磨粒磨损和轻微氧化磨损时为轻微磨损阶段;发生磨粒磨损和严重氧化磨损时为严重磨损阶段。滑动速度在0.5 m/s时除轻微磨损阶段发生剥层磨损以外和0.2 m/s滑动速度时磨损机制相同。在0.785 m/s-2.0m/s滑动速度时,轻微磨损阶段发生的磨损机制为磨粒磨损、剥层磨损和粘着磨损;严重磨损阶段发生严重塑性变形。在滑动速度2.0 m/s-4.0 m/s之间随加载载荷增大迅速由轻微磨损阶段的剥层磨损迅速过渡到严重磨损阶段的严重塑性变形阶段。对比得到0.785 m/s以下和以上在严重磨损阶段的磨损机制是不同的。为了对比分析轻微-严重磨损转变后表层组织和性能的变化,分别进行了表面硬度测试、截面组织观察和截面硬度测试。磨损表面硬度分析选取0.2 m/s、0.785 m/s、2.0 m/s三个条件下进行分析,曲线特征具有一定的相似性,磨损表面硬度会有随加载载荷增大,硬度增加之后又发生减小的现象。硬度下降的转折点与轻微-严重磨损转折点相对应。截面组织分析表明:表层组织在轻微-严重磨损转变前后发生了从塑性变形组织到动态再结晶组织的转变。同样选取三条曲线下对应的截面梯度硬度进行测量,同一滑动速度下,轻微磨损时,随加载载荷增大截面梯度硬度随之降低直至基体硬度,表层表现为塑性变形诱发的应变强化。严重磨损时,在距磨损表面一定深度范围内,截面梯度硬度会出现一定宽度的山谷式下降,出现软化现象,这是由于磨损表层的动态再结晶组织转变造成的。测量了Ti-6Al-4V合金和Mg97Zn1Y2合金在20 oC、50℃、100℃、150℃、200℃下的磨损率-载荷变化曲线,对磨损表面形貌进行分析,揭示了轻微-严重磨损转变前后的磨损机理,比较了Ti-6Al-4V合金和Mg97Zn1Y2合金在20-200oC范围内的轻微-严重磨损转变的临界载荷。