磨合是机械零件在使用初期,改善其适应性、表面形貌和摩擦相容性的过程。它对于正常磨损阶段的抗磨损性能或摩擦副寿命有着重要影响,是摩擦磨损研究领域中一个重要组成部分。微米尺度的固体添加剂磨料,如石英砂和金刚砂等,很早就被应用到摩擦副磨合技术当中。近年来,纳米尺度的固体添加剂磨料,如纳米金刚石粉末和纳米石墨粉末等,也逐渐被应用到摩擦副表面磨合和改性技术当中。然而对含纳米固体添加剂磨料磨合油下磨合机理还没有深入研究,将微米和纳米磨料混合起来配制成磨合油进行研究和应用,也尚未见报道。本论文就是为了进一步研究传统润滑油、含微米磨料、含纳米磨料和含微-纳米混合磨料,这四类磨合油下的磨合磨损特性及机理；论文选择两类典型的钢质摩擦副,即钢质线接触齿轮滚滑副和滑块-盘平面滑动副,并着重研究其在含微-纳米混合磨料磨合油下磨合特性及机理。 首先,选取纳米和微米磨料,分别配制了以上四类磨合油。在这四类磨合油下,分别试验研究了齿轮和滑块-盘这两类摩擦副的磨合磨损行为。在齿轮副磨合试验中,分别测试了小齿轮轴径向振动,油液温度,油样的直读铁谱和分析铁谱,磨合齿面的轮廓形貌、扫描电镜形貌、能谱分析和硬度等参量。在滑块-盘副磨合试验中,分别测试了摩擦力、磨损率、摩擦副间电阻、磨合表面轮廓形貌和硬度等参量。在基础磨合油下磨合形貌图谱试验结果表明：滑块-盘和齿轮两类摩擦副三维磨合表面粗糙度值和偏态系数值都减小,承载面积曲线高度分布范围缩小,功率谱分布基本不变但密度值减小,即表面形貌结构向平坦方向演变。在以上各类磨料磨合油下磨合试验结果表明：所有齿轮副磨合后的表面粗糙度值都增大,碳质纳米添加剂或形成吸附、填充润滑作用,表现为磨合磨损缓和效应,或形成渗入和加剧粘着,表现为磨合磨损加剧效应；滑块-盘副在以上四类磨合油下磨合后表面粗糙度值都减小,碳质纳米固体添加剂主要是形成吸附和填充润滑作用,只表现为磨合磨损缓和效应。另外,所有磨合试验中摩擦副磨合后表面硬度值都增大,微米和纳米磨料混合在一起对表面强化效应最为显著；在齿轮副磨合过程中,还有因摩擦瞬间高温和铁氧化物共同影响下,出现不同程度的摩擦副自生电势。然后,根据以上试验研究结果,进一步探讨了钢质摩擦副在含微-纳米磨料磨合油下的磨合磨损机理,即解释了磨合摩擦和振动、齿面粘着、摩擦副自生电势行为机理等；探讨了磨合表面形貌结构的演变特性和磨合平衡状态特征及其判定方法,初步形成了一个比较完整的磨合理论体系,主要有摩擦、振动与磨合行为机理,微-纳米磨料粒度匹配效应机理,表面硬度强化效应机理,齿面粘着解释机理,摩擦自生电势行为机理,磨合表面形貌图谱及演变特性等。 最后,基于以上磨合机理的探讨结果,提出了磨合优化设计和过程控制方法,建立了钢质齿轮滚滑副的“抛光-填充”和钢质滑块-盘滑动副的“研磨-强化”两个优化磨合模型,并分别用相应的磨合实验进行了验证,微米磨料使摩擦副表面内磨合磨损均匀和加快,纳米磨料使摩擦副表面物理和化学改性,取得了较好的磨合效果。