机械零件在运行工作状态下,因材料的磨损、断裂、氧化等原因而失效,其中因材料磨损而失效的零件高达80%左右。因此,研究材料的摩擦磨损性能对于延长材料的服役时间是极其重要的。其中,钛及钛合金以其优良的综合性能而成为机械零件的首选材料。本文对钛合金及其原位自生复合材料在不同试验温度(25℃、100℃、200℃、300℃、400℃、500℃)和载荷(5N、10N、15N、20N)下的滑动摩擦磨损行为及其磨损机制进行研究。利用HT-1000型高温摩擦磨损试验机、扫描电子显微镜和能谱分析仪等对原始态和热处理态钛合金及其复合材料的磨面、磨屑和剖面的微观形貌、成分进行分析。中温(300℃)环境下,所有材料的磨损率均随着载荷的增加而增加,但TC4的摩擦系数始终大于复合材料。低载荷下试样表面承受的剪切力和摩擦力较小,形成的磨痕深度较浅,形成的磨屑尺寸较小,主要以粉末状和小块状为主。随载荷增加,形成尺寸较大的块状磨屑和片状磨屑,分别是由剥离磨损和疲劳磨损造成的。在不同环境温度下TC4合金及其复合材料的的平均摩擦系数随试验温度的升高而升高,磨损率随温度的升高呈现先下降后上升的趋势,于400℃取得最小值。在较低温度下,磨面上裂纹较多,摩擦层由于裂纹的存在而容易碎裂形成磨屑;随着温度的升高,摩擦层变的致密,不容易脱落形成磨屑。TC4、TMC2经930℃/2h固溶及495℃/4h时效处理后,其硬度均有一定程度的提高,磨损率随着环境温度升高均先下降后上升,于400℃时达到最低值。温度低于200℃时,磨面存在较多裂纹,摩擦层疏松且不连续,表现出较差的耐磨性;温度达到300~500℃时,摩擦层变的致密,裂纹减少,不易形成磨屑,此时磨损率相对较小。总体上热处理可在一定程度上提高材料摩擦磨损性能。