本文采用原子力显微镜(AFM)和纳米划痕仪(NST),使用曲率半径分别为2μm和5μm的金刚石针尖实验研究了GCr15、304不锈钢、超弹和形状记忆NiTi合金等材料的划痕摩擦学性能。使用原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)和台阶仪等设备表征了材料的划痕损伤。着重考察了实验工况(干态、潮湿以及油润滑)、材料性能(硬度和弹性模量)和载荷对其摩擦机制转变的影响。取得的主要结果和结论如下:1.载荷对材料的摩擦机制有很大影响,低载下以界面摩擦为主,高载下以犁沟摩擦为主。当载荷低于80μN时,四种样品表面均无明显的划痕损伤,此时的摩擦机制以界面摩擦为主;当载荷增至100～150μN时,摩擦机制逐渐转变到以犁沟摩擦为主;当载荷进一步增至80 mN时,四种材料犁沟摩擦力占总摩擦力的比例甚至超过90%。2.材料的硬度和弹性模量对其摩擦机制也有显著影响。硬度越高,材料越难发生犁沟损伤,摩擦机制从界面摩擦转变到犁沟摩擦对应的载荷越高。另外,材料的E/H值越大,摩擦过程中的犁沟效应越显著,犁沟摩擦力占总摩擦力的比重越大。3.潮湿的条件下划痕两边的材料堆积高度较高,划痕宽度也相应较大,载荷为80mN时,在油润滑条件下的划痕两边所形成的磨屑要明显少于其他工况,此时硬度较大的GCr15划痕边缘的材料堆积高度要明显小于其他工况。4.随着针尖曲率半径的增大,其压入深度和残余深度会逐渐减小,所得到的摩擦力也相应减小。