本文以球墨铸铁为研究目标，经熔炼制备后，进行淬火-配分(Q＆P，Quenching and Partitioning)热处理。运用万能拉伸试验机、洛氏硬度计对铸态及不同热处理状态下的试样进行了力学性能测试。以Al2O3陶瓷球作为摩擦副，采用往复电化学腐蚀摩擦磨损试验仪（MPT-EC4000）对不同状态试样进行干滑动摩擦磨损实验。并通过金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪等，对试样的微观结构进行表征。探讨了配分时间对球墨铸铁力学性能和耐磨性能的影响，以及不同摩擦参数对耐摩擦性能的影响，同时对不同状态球墨铸铁的磨损机制进行分析。另外，基于合金元素铜能有效改善铸态球墨铸铁的力学性能，本文研究了铜含量对球墨铸铁的耐摩擦性能影响。得出主要结论如下：
　　（1）随着配分时间延长，残余奥氏体的含量呈现非单调变化，先增加后减小。在配分时间为10min左右时，残余奥氏体的含量达到极大值，约为18.1Vol%。在配分处理的初期阶段，过饱和马氏体中的碳扩散至临近的奥氏体，提升了奥氏体中的碳含量而增强奥氏体的稳定性。因此降低了奥氏体在最终冷却过程中转变为马氏体的几率，从而提升了最终残余奥氏体的含量。当配分时间超过贝氏体转变的孕育期，部分奥氏体在配分阶段就转变为贝氏体而降低了总的奥氏体含量。尽管残余奥氏体的含量呈非单调变化，残余奥氏体中的碳含量随配分时间延长而持续增加。随配分时间延长，抗拉强度和延伸率均有所提高，但马氏体含量的持续降低导致硬度降低。摩擦磨损实验结果表明，随奥氏体含量的升高，材料的耐摩擦性能提升。当贝氏体含量升高时，虽然强韧性提升，耐摩擦性能降低，表明贝氏体的耐摩擦性能低于马氏体。
　　（2）不同状态球墨铸铁的磨损率均随摩擦时间的延长而增加。在摩擦实验的初期，摩擦功较小，没有达到试样表面形变的疲劳极限，因而摩擦系数较低。随摩擦时间延长，疲劳磨损加剧，导致试样基体大量剥落，摩擦系数急剧上升，磨损率升高。另外，磨损率随着摩擦载荷或频率的增加而显著降低。随着摩擦载荷或频率的增加，摩擦产生的热量和能量增加。这些热量和能量不能被基体完全吸收，导致基体被破坏，产生大量的磨屑并被氧化，这些氧化膜和氧化颗粒可以防止摩擦副与金属接触，减少磨损。Q&P处理球墨铸铁在较高摩擦载荷或频率下倾向于疲劳磨损，而在较低载荷下倾向于磨粒磨损。而在固定摩擦载荷时，球铁强度越高，越倾向于磨粒磨损，强度越低则越倾向于疲劳磨损。
　　（3）合金元素Cu能有效提高铸态球铁中珠光体的含量，从而提高其抗拉强度和硬度。摩擦试验结果也表明Cu可有效提高铸态球铁的耐磨性能。当基体组织中以软韧相铁素体为主时，磨损机制主要以塑性变形为主；随着珠光体含量增加，磨粒磨损加剧。对于淬火态试样，因Cu能有效稳定奥氏体而改善综合力学性能，提高试样的耐磨性。而对于Q&P处理试样，由于合金元素Cu对固溶强化、相变等复杂影响作用，呈现出对耐磨性能影响作用不明显，这需要进一步实验揭示。