镁合金在室温下具有优良的综合性能,随着我国航空航天和汽车工业的迅速发展壮大,对镁合金的综合性能和应用范围提出了更高的要求。传统的商用镁合金(AZ系等)已经在汽车工业中用于制造压铸件和车身成形组件,然而较差的耐磨性和抗高温性能成为该类镁合金在摩擦学领域应用的一个重要障碍,不能如铝合金那样用于制造较高工况要求的活塞、滑动轴承、缸套等磨损部件。因此,发展具有优良耐磨性能的耐热镁合金及其复合材料是解决限制镁合金在摩擦学领域应用的一条重要途径。本论文在室温干滑动磨损状态下采用销-盘式磨损装置对Mg97Zn1Y2耐热镁合金进行研究,在滑动速度0.2-4.0m/s、加载载荷20-380N的范围内对合金的磨损形貌、表面氧含量和磨损率进行分析测量,绘制了不同滑动速度下的转变载荷图和磨损转变图,深入研究了表层及亚表层组织的演变过程。结合硬度的变化情况,详细分析了轻微-严重磨损转变过程中的组织演变,揭示了磨损过程中引起转变的本质原因,得出了如下结论:Mg97Zn1Y2合金在摩擦磨损的过程中存在轻微磨损和严重磨损两种行为,轻微磨损区包括氧化磨损+磨粒磨损机制、严重氧化的剥层磨损机制和剥层磨损机制,严重磨损区包括严重塑性变形机制、伴有氧化层剥落的严重塑性变形机制和表面熔化磨损机制。轻微磨损时氧化层和机械混合层的出现抑制了磨损率的快速上升,进入严重磨损阶段之后,摩擦热的累积使得近表层的温度超过动态再结晶的温度,导致磨损表面发生严重塑性变形或者熔化,表层硬度迅速降低,磨损率快速上升,表面动态再结晶的出现是造成轻微-严重磨损转变的根本原因。近表层组织随着轻微磨损向严重磨损过渡的过程中也逐渐发生变化,在加载载荷20N时即发生了塑性变形,在轻微磨损阶段载荷的逐渐增加使得变形区域深度进一步增大,过渡到严重磨损阶段时,摩擦热引起的高温对近表层材料的影响更为严重,从塑性变形转变到动态再结晶软化,进一步增大载荷和滑动速度使材料表面发生熔化,近表层区域的组织演变顺序为:塑性变形-动态再结晶-表面熔化再凝固。轻微-严重磨损转变之前,磨损试样近表层发生塑性变形,加工硬化产生的效果使得磨损表面硬度在较低的载荷范围内即上升到较高的区间并随着载荷的增加而逐渐增大,亚表层区域的硬度值也整体随着加载载荷的增加而增大,同时硬度的增加也阻止了磨损率的快速上升。轻微-严重磨损转变之后,摩擦热的累积超过了材料的动态再结晶温度(TDRX),磨损表面发生软化,抵消了塑性变形带来的加工硬化效果,因此硬度下降,磨损率上升,发生了严重磨损,亚表层材料的整体硬度值也逐渐下降。