钛(Ti)及钛合金由于具有高比强度、低密度和优异的耐腐蚀性能等优点,在航空航天、船舶和化工等领域具有广阔的应用前景。本研究组利用金属元素锆和钛具有无限互溶特点,用Zr取代TC4合金中部分Ti成功研制出新型ZrTiAlV系列合金。在金属材料的众多失效形式中,由磨损失效而造成的损失达到一半之多,探索合金的摩擦磨损性能是评估新材料的一个重要方面。基于钛合金耐磨性能差,本课题研究了ZrTiAlV合金的摩擦磨损性能,以及通过阳极氧化和渗硼处理的工艺对ZrTiAlV合金耐磨性能的改善。利用真空非自耗电弧熔炼炉制备出一系列锆含量呈一定梯度变化的ZrTiAlV四元合金,进行不同载荷条件下的摩擦磨损实验,研究其摩擦磨损行为并观察合金磨损后的表面形貌分析磨损机制。研究结果表明,随着锆含量的增加,合金的硬度先增大后减小,合金的摩擦系数先减小后增大,磨损率先减小后增大。锆含量在30%-40%wt.的ZrTiAlV合金表现出最高的合金表面硬度,最低的摩擦系数和最低的磨损率。对这一系列ZrTiAlV合金,进行了阳极氧化表面处理,对处理后的合金表面进行微观形貌和成分结构的表征,通过摩擦磨损实验研究其摩擦磨损行为,观察合金磨损后的表面形貌分析磨损机制。研究结果表明,ZrTiAlV合金可以通过阳极氧化处理得到规则的纳米孔形貌氧化层,锆含量的增加和氧化时间的增加都可以增加氧化层的厚度;阳极氧化处理后的合金表面可以达到减小摩擦系数的效果。选取锻造态的Ti-30Zr-6Al-4V合金进行合金表面的渗硼处理,对处理后的合金表面进行相成分和微观结构进行表征;进行选定载荷条件下的摩擦磨损实验,研究其摩擦磨损行为并观察合金磨损后的表面形貌分析磨损机制。研究结果表明,通过渗硼可以提高Ti-30Zr-6Al-4V合金的表面硬度和耐磨性能。