世界能源约有一半以上是以不同形式消耗在克服机械零件对偶表面相互作用的摩擦、磨损上面。随着人们对摩擦磨损重要性认识的加深，广大科研工作者开始对不同材料的摩擦磨损特性进行研究，以期对各种具体的工作进行指导。而随着摩擦副使用速度的快速增长，由高速引发的接触表面温度大幅度升高、接触表层摩擦磨损性能降低，材料发生热疲劳、热裂、热氧化和热粘着等一系列恶化现象，这种恶化的程度及临界条件与摩擦副服役条件、材料组织构成、材料热性能等诸多因素有关。为了解决高速条件下摩擦副材料性能衰减问题，国内外广泛开展了高速摩擦学性能的研究。
由于铸铁属于常用材料，具有来源广、成本低和生产工艺简单的优点，同时石墨形态对铸铁材料的力学性能和摩擦磨损性能有显著影响，以铸铁/GCr15摩擦副为研究对象，采用高速摩擦磨损试验机对不同石墨形态的铸铁的摩擦磨损特性进行了实验研究与分析。
铸铁设计为相同的成分(质量分数，%)即：3.6C，2.5Si，0.6Mn，<0.07P，<0.03S。采用湿砂型铸造，浇注成不同石墨形态的试样毛坯。试样经920℃正火和550℃高温回火处理，得到珠光体组织，保温时间为(2.4min/mm)×52.5mm。最后通过线切割得到Φ14mm×40mm的销试样。配副材料选用GCr15钢；经淬火和低温回火后，硬度为57～60HRC，配副盘试样直径为160mm。摩擦磨损试验在MMS-1G高速试验机上进行，最大滑动速度为100m/s，最大载荷为3MPa。实验所选取的速度为10～90m/s，载荷为0.33～1.67MPa。每次实验前先对销试样进行预摩，时间以销盘试样接触良好为准。材料硬度在HB-3000B型布氏硬度计上测定，选用钢球压头的直径为10mm，载荷为16.9kN。用XRD方法分析铸铁磨损表面的合金相组成。铸铁销试样的磨损表面形貌采用JSM-5610LV型扫描电子显微镜(SEM)进行观察。
结果显示，石墨形态对铸铁的摩擦磨损性能有显著的影响。蠕墨铸铁因具有良好的导热性与强度，在滑动干摩擦过程中，抵抗塑性变形的能力比灰铸铁强，而摩擦系数高于球墨铸铁，所以具有良好的综合摩擦磨损性能，是制动材料的合适选材。在相同速度和载荷下，不同石墨形态的铸铁，其磨损机制不同。蠕墨铸铁磨损表面比较光滑，主要是粘着磨损；灰铸铁磨损表面很粗糙，有裂纹和深犁沟状擦伤，为磨粒磨损和粘着磨损共同作用；球铁表面有石墨球脱落留下的空洞，表面较灰铁光滑，性能介于以上两种铸铁之间。（榕霖）
