耐热镁合金因应用领域不同可分为两大类:一类是面向汽车领域的低成本含铝耐热镁合金;一类是面向航天航空领域的高性能稀土耐热镁合金。含铝耐热镁合金长期使用的温度在120℃到200℃之间,其中以Al-Si系为代表,该系合金因开发时间较早,应用范围比较广泛。稀土耐热镁合金的服役温度常在200℃以上,其中以含有LPSO结构的耐热镁合金为主。WZ73镁合金是较早就被发现含有LPSO结构的合金,又因为其在快速凝固的条件下具有非常高的强度,引起了广泛关注。目前,对镁合金摩擦磨损的研究相对有限,相关报道也较少。耐热镁合金因含有大量的高熔点相,具有较好的热稳定性和强韧性,这些性质对摩擦磨损行为的影响需要更多的研究。除了基体,摩擦层对材料的摩擦磨损性能也有重要影响。摩擦层包括表面、表层和亚表层。主要的摩擦现象都是在表面完成的,摩擦表面是一个开放、离散、包含局部极端条件的复杂系统。目前,大部分摩擦学研究都是围绕摩擦表面进行的。表层是靠近表面的一个薄层,这里通常会发生摩擦诱导的组织演变,镁合金的轻微-严重磨损转变往往就是表层发生软化造成的。亚表层是基体与表层之间的过渡层,目前受关注最少。亚表层主要由变形组织组成,属于金属热变形的研究范畴。变形层的应变能来自表面的塑性功,同时,变形层的性质也会影响表面的磨损机制。因此,如何建立两者之间的联系是一项重要课题。摩擦变形层可以被看作是材料变形组织的全景图,在很薄的变形区域内展示了材料从轻微变形到严重变形的全过程。由于变形的高度不均匀性,对变形层的研究需要建立完整的本构关系σ=F（ε,（?）,T）,计算出变形层整体的应力、应变和能量分布。通过建立稳态磨损模型,寻找能量平衡方程,并采用能量的方法对变形层乃至整个摩擦系统进行研究。本文主要的研究内容和结果如下:（1）通过销盘式摩擦磨损试验机对AS31合金的摩擦磨损行为进行研究。AS31合金的轻微磨损机制包括氧化+磨粒磨损、剥层磨损和伴随严重表面氧化的剥层磨损;严重磨损机制包括严重的塑性变形和表面熔化。在低速滑动（0.1 m/s）时,当载荷低于60 N时,磨损机制是磨损+氧化的混合模式;大于60N后转变为剥层磨损。在中速（0.5～1.5 m/s）滑动时,低载荷下磨损机制为磨损+氧化的混合模式;中高载荷时为严重表面氧化的剥层磨损。当高速（2.0～4.0m/s）滑动时,磨损机制主要为严重的塑性变形和表面熔化。从轻微磨损转变到严重磨损时,材料的表层结构从变形组织转变为再结晶组织,而再结晶使磨损表面的硬度急剧下降。AS31合金表面温度能否超过再结晶转变温度决定了合金是否会发生轻微-严重磨损转变。在现有实验条件下,AS31合金磨损转变的临界温度区间在293℃至326℃之间。随着滑动速率的提高,AS31合金的轻微-严重磨损转变载荷快速降低。当滑动速率为0.8 m/s时,转变载荷为160 N;当滑动速率增加到4.0 m/s,转变载荷降至40N。（2）通过销盘式摩擦磨损试验机对WZ73合金的摩擦磨损行为进行研究。WZ73合金的轻微磨损机制包括氧化+磨粒磨损、剥层磨损和严重氧化及剥层磨损;严重磨损机制包括严重塑性变形、严重塑性变形+氧化层剥落、表面熔化。动态再结晶也是导致WZ73合金摩擦表面软化,进而发生轻微-严重磨损转变的原因。WZ73合金中的Mg₁₂Zn Y长条相虽然经过高温和剧烈变形,但其依然保持结构完整,起到类似纤维增强的效果。因此,WZ73合金具有更好的耐磨性。WZ73合金磨损转变的临界温度区间在311℃至340℃之间。WZ73合金轻微-严重磨损转变载荷的变化规律与AS31合金相近。（3）采用弹塑转化模型建立WZ73合金的增量型本构关系。通过弹塑转化模型,将金属变形过程中的弹性变形和塑性变形解耦。利用Arrhenius型双曲正弦方程建立增量型本构方程。通过定义弹塑因子,将非线性的应力曲线转换成线性问题。通过定义迹线,把不同加工条件下金属变形的弹塑因子折线有序化。以WZ73合金为基础,建立完整的增量型本构关系式,即同时包含四个变量σ=F（ε,（?）,T）的一组关系式。根据具体的实验条件（温度和应变速率）,利用本构关系求解出合金的应力-应变曲线。根据应力-应变曲线在应变量=1时的应力值,可判断样品是否发生断裂,从而建立用于判断热加工工艺边界条件的断裂图。（4）根据稳定磨损的特点建立能量平衡方程。由于WZ73合金的摩擦层具有清晰的变形结构,因此选用WZ73合金的变形层为研究对象,建立变形层的应变模型,并结合WZ73合金本构关系和稳定磨损的平衡方程,计算出摩擦过程的塑性功。WZ73合金的塑性功只占摩擦功的0.1～10‰,说明材料通过表面的磨损机制把绝大部分的能量转移为摩擦热,起到对基体的保护作用。通过对比计算数据与实验数据,得到塑性功、摩擦功与磨损率之间的关系。以此为基础推导出两个公式,并计算出摩擦表面应变的理论值。最后通过能量法建立起WZ73合金的摩擦系数、变形层和磨损率之间的关系。