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核电设备处在比较复杂的工作环境中,其中高温是核电设备工作环境的重要特点。核反应堆中蒸汽发生器和热交换器与其支撑部件之间因为高温和流质振动而引起微动磨损损伤,已成为影响核电寿命的原因之一。因而研究高温微动磨损的损伤机理和运行机制有着重要的理论意义和实际价值。利用高精度PLINT型高温微动磨损试验机对等离子体浸没离子注入与沉积(PⅢ&D)TiN/Ti复合涂层进行了高温微动磨损试验研究。对复合涂层的组织结构和化学成分做了XRD、XPS和AES分析;用EDS能谱仪分析了复合涂层化学成分;结合光学显微镜(OM)、Ambios XP-2台阶仪、扫描电子显微镜(SEM)、激光共焦扫描显微镜(LCSM)等仪器对磨痕形貌进行观察分析和磨损量测量。探讨了PⅢ&D TiN/Ti复合涂层及其基材TiAlZr钛合金和1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢在循环次数、位移幅值、法向载荷、温度等参数下的高温微动磨损机理。获得结论如下:1.PⅢ&D TiN/Ti复合涂层改变了TiAlZr钛合金的运行工况微动图。部分滑移区:温度对涂层摩擦系数影响很小,涂层稳态摩擦系数明显低于基材,部分滑移区涂层磨损轻微。在混合区和滑移区:复合涂层稳态摩擦系数随温度升高呈下降趋势,温度对基材稳态摩擦系数影响不明显,涂层200℃时磨损量最大,磨损量同比约为基材磨损量的1/3。复合涂层室温时磨损机制以磨粒磨损和剥层机制为主,200℃时磨损以剥层为主,存在氧化磨损,400℃复合涂层磨损机制主要以剥层和氧化磨损为主,局部存在磨粒磨损。2.法向载荷的变化对于微动磨损有很大的影响。稳态摩擦系数随法向载荷增加呈降低趋势明显,磨损量随法向载荷增加增大。相同温度条件下,位移幅值对摩擦系数影响较小,位移幅值增大,磨损量增大。循环次数增加,涂层将会逐渐被磨穿,涂层未磨穿时,摩擦系数和磨损量明显低于基材钛合金,表现出较好的耐磨性。不同温度时摩擦系数不同,25℃至400℃温度区间,200℃时稳态摩擦系数最高,磨损量最大。3.基材对复合涂层的高温微动磨损影响明显。在部分滑移区,钛基复合涂层稳态摩擦系数明显小于钢基复合涂层摩擦系数,并且都小于各自基材稳态摩擦系数。在滑移区,钢基复合涂层稳态摩擦系数随温度升高呈下降趋势,200℃时磨损量最大,钢基复合涂层高温时磨损机制表现为剥层和氧化磨损。钛基复合涂层抗微动磨损性能明显优于钢基复合涂层。