钛合金具有密度小、比强度高、机械加工及可焊性好等优异性能,被广泛应用于航空航天、石油化工等领域,然而钛合金硬度低、耐磨性差、对微动损伤极为敏感,导致机械零件的过早失效,极大地威胁了装备的安全运行,因此,有必要开展钛合金微动磨损行为研究。激光冲击强化(简称LSP)是一种利用冲击波力效应对材料进行表面改性的现代技术,可以提高钛合金的耐磨性,研究其对钛合金微动损伤行为的影响,对开展微动损伤防护具有重要意义。本文采用SRV-IV微动磨损试验机,研究了TC4合金和LSP-TC4合金在不同温度条件下的微动磨损行为。利用光学显微镜、激光共聚焦显微镜、扫描电子显微镜等分析手段,对摩擦系数、磨损体积、磨痕形貌进行表征,分析了TC4合金和LSP-TC4合金在不同微动条件下的损伤机制,并探讨了激光冲击提升TC4合金耐磨性的影响机制。本文主要研究内容和结论如下:1、根据试验数据绘制TC4合金运行工况微动图和材料响应微动图,发现随位移幅值的增大或法向载荷的减小,微动运行区域特性由部分滑移区逐渐向混合区转变,最终转变成完全滑移区;微动运行区域的转变与温度的关联性不大。2、环境温度、位移幅值对TC4合金和LSP-TC4合金的摩擦系数、磨损体积具有显著影响。温度一定时,摩擦系数和磨损体积随位移幅值的增大而增加;位移幅值一定时,随温度的升高,摩擦系数逐渐降低且更加平稳,磨损体积呈现出与摩擦系数相同的变化趋势。3、室温下,微动形成的磨屑层薄且疏松多孔、与基体结合不紧密;而高温时微动形成的磨屑层更厚更致密,结合更牢固;磨屑层阻隔了微动试样的直接接触,有利于减缓材料流失,因此随温度的升高材料表现出更好的耐磨性。4、与TC4合金相比,LSP-TC4合金具有更好的耐磨性;一方面,激光冲击强化可以使钛合金表层发生高密度位错,形成纳米化梯度组织,使材料表层硬度大幅提升,有利于减弱粘着磨损;另一方面,激光冲击处理还可以引入大量残余压缩应力,有效减小由裂纹引起的疲劳磨损。5、在部分滑移区,摩擦系数小且稳定,磨痕表面可见明显的粘着区和微滑区结构,微动损伤主要发生在微滑区,损伤机制以氧化磨损、粘着磨损和疲劳磨损为主;随着微动运行区域向混合区转变,粘着区消失,微滑区占据整个磨痕表面,摩擦耗散能显著增加,主要损伤机制为氧化磨损、疲劳磨损;在完全滑移区,摩擦系数波动剧烈,磨损体积急剧增加,磨损机制变为氧化磨损、磨粒磨损、疲劳磨损和轻微粘着磨损;随温度升高,氧化磨损程度加剧。