针对金属材料在小载荷冲击作用以及不同工况下表面损伤行为的研究，研制搭建了一台小载荷试验机。本文简述了试验机的工作原理、总体结构以及功能模块，并在该试验机上完成了45号钢及GCr15钢两种工业常用钢材，在干接触、Mobilith SHC460、Mobilith SHC220、Mobil Polyrex EM、MobilArapen RB320四种脂润滑工况以及海水接触工况下的冲击磨损实验，结合扫描电镜、金相显微镜以及表面形貌仪等仪器，观察材料磨损表面形貌及其亚表层的破坏行为。结果与重载荷冲击作用下GCr15钢的实验结果相联系，对材料的磨损机制、失效形式以及冲击过程中产生的一些现象进行了讨论。通过实验证明了该试验机性能稳定性的同时，得到以下主要结论：1.对于两种实验钢材，干接触条件下磨损机制主要为接触疲劳磨损，脂润滑工况下磨损由疲劳磨损、粘着磨损以及冲击磨粒磨损三种机制混合作用，海水接触条件下磨损机制主要为疲劳磨损以及腐蚀磨损。2.干接触条件下，材料首先发生弹塑性形变，然后经过表面加工硬化形成硬化层。硬化层遭到破坏后，大量剥落并裸露新的表层，并继续以上过程。从中可知材料是逐层剥落的。3.一般来讲，在重载荷冲击作用下，润滑脂的粘度越大，冲击凹坑深度越深，而这一现象在小载荷作用下正好相反，粘度越大，凹坑越浅。同时，具有相同基础油、添加剂及稠化剂的润滑脂，粘度越大，凹坑越浅。在脂润滑工况下容易形成不同数量、大小不一的球形颗粒。润滑脂对材料表面的磨损起到有效的抑制作用，降低了材料的塑性变形，同时损伤不可避免。4.海水接触条件下，在小载荷冲击较短周次内，海水表现了一定的对材料保护能力，高次冲击作用下海水腐蚀磨损成为主导，相同冲击周次下其凹坑深度小于干接触时的凹坑深度。