随着我国铁路安全、重载、提速、高速计划的实施,铁路制动材料已经成为铁路机车车辆制动系统的重要组成部分,关系着铁路运输安全及成本。本论文以锻钢制动盘在CRH2动车组上的应用为背景,采用了MM-1000型摩擦磨损试验机模拟高速列车制动工况,重点研究了高制动能量条件下摩擦副的摩擦磨损性能和磨损机理。本文主要从以下几个方面进行探讨和系统研究:分别对符合日本标准的锻钢制动盘材料A1和北京交通大学材料研制的高纯净锻钢制动盘材料B1进行了物理力学性能测试,对比分析了两种制动盘材料在抗拉强度、密度、硬度、比热以及导热率方面的差异,结果表明,二者在力学性能方面相差不大,但是B1的比热和热导率均优于A1,良好的比热和热导率导致了B1的高温力学性能优于A1。研究了两种制动盘材料(配副材料选择铜基粉末冶金)的摩擦磨损性能受载荷、制动初速度等因素的影响,并深入研究了锻钢制动盘材料在高速列车制动工况时的摩擦磨损性能及磨损机理。配合铁谱显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析仪等分析测试手段对摩擦表面成分、形貌、性能进行分析,在此基础上着重研究了摩擦表面膜在制动过程中的产生、服役和作用机理。试验表明,在模拟高速列车紧急制动的条件下,B1和铜基粉末冶金材料配副的综合摩擦磨损性能较好,摩擦系数稳定,磨损量较小,而且具有较高的热衰退阈值,匹配性较理想。在紧急制动过程中磨损表面能迅速形成一层稳定的摩擦表面膜,表面膜均匀连续、硬度高,覆盖于整个制动材料表面,起到了阻碍摩擦副双方进一步磨损的作用。