近些年来，，随着航空事业、、低温超导、、氢能源动力等领域的迅速发展，，越来越多的装置必要在低温环境下运行[1–2]，，由此引发的光滑问题日益严重。。。一方面，，大无数液体光滑剂在低温下粘度增大，，会逐步失去光滑作用，，使得机械部件不得不面对干摩擦的严格困境[3]；；；另一方面，，金属资料在低温下产生脆韧转变会导致机械机能急剧恶化。。。与此同时，，在低温下的各类严苛复杂的服役环境，，如低温真空、、冷热交替等更对资料的综合机能提出了挑战。。。

如破冰船理论资料[4]面对着冰面物理挤压、、冰面的摩擦磨损、、零下的环境温度以及海水的侵蚀等环境成分的侵蚀。。。因而必要找到具备良好的力学机能、、在低温下的抗摩擦磨损机能以及抗侵蚀能力的结构资料以应对复杂的服役环境。。。

目前对低温金属资料的摩擦学机能钻研仍停顿在较低程度，，低温摩擦领域的基础钻研极度匮乏，，亟待进一步开发出能满足低温下拥有优异耐磨机能的金属资料以满足对资料日益增长的低温耐磨需要。。。

1、、失效方式

为开发出在低温下拥有优异耐磨机能的金属资料，，首先必要相识低温下资料失效的大局，，这对于在低温下耐磨金属资料设计拥有重要的科学和技术领导意思。。。

1.1　低温光滑失效

在常温下，，液体/固体光滑是最常见的光滑大局，，但是在低温下液体/固体光滑剂的光滑机能恶化，，对金属资料部件的机能提出了巨大的挑战。。。相识低温下光滑剂的失效能够援手我们更好地理解光滑的机理。。。本节将从油脂光滑剂和固体光滑剂两方面简要介绍光滑剂低温光滑失效的大局。。。

通常，，油脂光滑剂会在金属之间形成一层油膜，，通过预防金属传动部件之间的相互直接接触从而达到减摩耐磨的主张。。。由于油脂的光滑机能与其粘度有关，，随着温度的降低大部门油脂光滑剂的粘度增大，，流动性变差而难以阐扬光滑作用[5]。。。因而工作温域较宽的固体光滑剂成为在低温下进行光滑的较优选择。。。常见的固体光滑剂有石墨、、MoS2及类金刚石薄膜。。。石墨与MoS2怪异的层状结构使其层间相互作使劲较低，，在受力时易产生层间滑移以实现光滑成效[6]，，但是这2种光滑剂的环境适应能力差，，石墨晶体在真空干燥环境下摩擦力剧增[7]；；；而MoS2在湿润氧化环境中阐发出高摩擦低使用寿命[8]。。。类金刚石薄膜固然在湿润环境中机能优良，，但存在热膨胀系数不匹配的问题[9]，，当温度跨度过大时，，类金刚石薄膜易于与基体之间失配，，在使用过程中易于脱落、、使用寿命缩短。。。

总之，，无论是油脂光滑还是固体光滑，，都很难满足在超低温下长功夫服役的要求。。。油脂光滑的低温失效与固体光滑剂的使用环境限度都无法满足大无数低温场景下的使用。。。因而低温光滑的失效对金属的本征摩擦机能提出了很高的要求。。。

1.2　金属资料的韧脆转变

除了在低温下光滑失效之外，，低温下金属机能的恶化同样也对金属的摩擦机能有着恶劣的影响。。。在温度降低到肯定水平时，，金属资料会产生由韧性状态转变为脆性状态的景象，，即低温韧脆转变。。。在脆韧转化温度之上，，资料拥有较好的韧性；；；低于临界温度时，，则会由韧性忽然转变为脆性，，险些失落了塑性变形能力，，使金属资料低温下的力学机能和摩擦学机能显著恶化。。。据一份描述西伯利亚雅库特冬季采矿工具行为的汇报称：：“钢制工具变得如此脆，，以至于像火柴棍一样折断”[10]。。。通常，，低温韧脆转变呈此刻体心立方金属、、部门密排六方金属和金属间化合物等大无数合金系统中，，面心立方金属在极低温时同样存在韧脆转变。。。以钢资料为例，，通过在钢中参与镍、、锰等可使脆性转变温度降低，，随着含碳、、磷元素的增长，，脆性转变温度显著升高。。。

低温下光滑剂的失效以及金属的机能恶化导致金属资料将面对极端环境下干摩擦的服役环境，，这使得寻找到一种能够在低温下不变工作的金属资料成为必要。。。目前已经有很多学者钻研分歧资料以及尝试步骤以获得在低温下耐磨的合金。。。常见的金属资料有钢资料、、铝合金、、钛 合 金 、、多 主 元 合 金（multi-principal element alloy, MPEA）等。。。本文首先总结了常见的低温摩擦设备，，并依照分歧的使用工况进行分类；；；随后从分歧种类的金属资料启程，，具体介绍了近期新鲜的低温耐磨资料钻研成就，，以期有关从业者能够急剧相识该领域。。。

2、、低温摩擦尝试步骤

摩擦磨损尝试的主张是钻研资料在现实的工作前提下的特点与变动，，揭示在摩擦过程中各类成分对机能的影响，，从而确定最相宜的设计参数。。。

摩擦景象的复杂性决定了繁多的尝试步骤与尝试设备，，因而越来越多的国度和组织起头器重尝试步骤的尺度化。。。在此基础上，，凭据摩擦磨损的现实接触情况和活动方式的分歧，，能够设计出合用于分歧前提下的摩擦磨损试验机来进行各类摩擦机理的钻研。。。

试件之间的活动方式分为纯滑动、、纯滚动或者伴随滑动。。。试件的活动有的选取旋转活动，，有的采取往复活动。。。试件的接触大局有点接触、、线接触和面接触。。。通常点接触的单元面积压力最大可达5000 MPa，，合用于必要较高接触应力的尝试如胶合磨损或接触委顿磨损；；；线接触的接触应力能够达到 1000~1500 MPa，，适合用于粘着磨损尝试和接触委顿磨损尝试；；；面接触的接触压力较低，，通常为50~100 MPa，，通常用于磨粒磨损尝试。。。当前钻研宽泛选取球-盘式摩擦磨损试验机来评估金属资料的摩擦学机能。。。在尝试过程中通过施加力以及节制活动来仿照资料之间的活动，，并通过节制参数来仿照分歧工况，，进而凭据磨损率、、摩擦系数等数据评估资料的耐磨机能和摩擦学个性。。。

对于在低温下进行的金属资料摩擦尝试是在以上尝试装置的基础上额外增长低温装置来实现低温环境，，从而仿照资料在极端环境下的工况，，测试在分歧低温温度下资料的摩擦学机能。。。当前，，有关金属资料的低温摩擦学钻研仍极度匮乏。。。由于低温摩擦装置的限度，，无数钻研工作的测试温度难以低于–60 ℃。。。低温装置大多依附低温介质热传递来实现，，表1列出了分歧环境与常见低温介质的温度。。。本文低温与室和善高温相对应，，泛指零摄氏度以下温度区间，，并在分歧金属资猜中筛选出近期的摩擦磨损钻研钻研成就进行汇报。。。

当前低温摩擦装置凭据制冷介质的分歧可分为低温液体介质、、低温气体介质及低温真空介质3类，，它们装置内部的结构简图如图1所示[11]。。。凭据环境介质的分歧，，资料的摩擦学机能也会受到相应的影响。。。

2.1　低温液体介质

为了实现低温下的摩擦学钻研，，通常将试样直接浸泡在液体介质中，，即可在液体沸点的温度下进行摩擦磨损尝试，，常用的介质有液氦、、液氢、、液氮、、液氧等。。。该步骤的成本较为便宜，，实现较为单一，，但是由于摩擦热的存在，，容易在两摩擦副之间引发液体介质沸腾，，形成蒸汽膜导致热量传递的效能降低，，这一景象在液氦之中尤为显著。。。且由于液体的沸点是固定的，，因而只能在孤立的温度点进行尝试，，无法对环境温度进行较为精准的调控。。。

此外，，由于低温介质与摩擦副理论会产生化学相互作用可能导致理论化学变动，，这会扭转资料理论相组成使摩擦尝试出现误差[12]。。。

事实上，，早在1958年就有效低温液体作为低温介质进行摩擦学钻研的例子。。。Wisander等[13]通过将填充的聚四氟乙烯组合物置于球-盘式摩擦试验机并利用液氮浸没将其冷却进行摩擦学测试，，发现其摩擦系数较低（在液氮中摩擦系数可低至0.06），，同时磨损量也较小，，摩擦磨损机能根基不受滑动速度的影响，，与传统密封组件所用的碳钢相比有显著优势。。。

1989 年，，Iwabuchi 等[14]使用如图 2 所示装置别离在293、、77和4 K测试了金属与铜、、不锈钢、、环氧树脂的摩擦机能。。。摩擦力通过粘贴在搁置于移动臂中央的圆环上的应变片丈量。。。77 K 下的尝试通过在每个臂上装置试样并加载后，，将液氮倒入低温恒温箱中冷却5 min，，而后在液氮中起头滑动。。。在4 K下进行尝试时，，将样品在液氮中预冷20 min，，并将液氦倒入瓶中。。。试样浸入液氦5 min后起头滑动。。。在微动过程中，，维持液氮和液氦浸没样品以维持温度恒定不变。。。尝试揭示了在分歧前提下温度对摩擦机能的影响法规。。。由于低温液体介质的便捷可操作性较强，，对尝试仪器气密性要求较低，，尔后大多钻研人员使用低温液体介质作为冷源并以此发展摩擦学钻研。。。

2.2　低温气体介质

低温气体介质步骤是通过低温气体热传递或者液体汽化的步骤来降低试样理论的温度，，通过节制气体的流量或者喷溅液体的体积实现对环境温度的节制。。。与低温液体介质相比力，，低温气体介质的测试温度不再是单一的低温液体的沸点，，而是高于沸点的肯定温度领域。。。同样的，，介质的化学性质也可能会影响摩擦副的理论状态，，因而通常拔取惰性气体（如液氮、、液氦）来作为传热介质。。。

但是装置内部气体互换对装置的密封性和内部空气节制提出了较高要求，，不然可能产生诸多问题，，如大气中水蒸气进入导致的理论结冰、、氧气进入导致的氧化以及空气节制不合理导致的部门温度不均匀等。。。

尉成就等[15]通过低温氮气作为环境介质自主研制了低温/宽温域关节轴承试验机和自光滑关节轴承。。。该轴承试验机能够调节参数仿照在真实服役中可能遇到的环境，，通过节制低温轴承试验机保温箱内部液氮的量来调节温度。。。由此尉成就发展了113~323 K宽温域领域内的摩擦磨损试验，，分析了关节轴承摩擦系数和磨损量的影响法规及机理，，补全了低温关节轴承的设计凭据和摩擦系数、、使用寿命等有关数据，，为低温风洞中关节轴承的设计、、研制和使用提供凭据。。。

低温气体也会对摩擦尝试带来温度之外的影响。。。兰州物理化学钻研所的Zhu等[16]在钻研低温高真空环境下钢资料的摩擦阐发时发现钢的理论出现变色景象。。。其低温下的摩擦尝试是在外接低温真空设备的球-盘式摩擦试验机中进行的，，当真空度低于 5×10^-3 Pa 时起头降温。。。

随着温度的变动，，真空环境下渣滓的微量气体分子对钢资料理论的物理性质产生了影响，，如图3所示。。。图中钢理论出现出蓝紫色，，且在升温过程中（140~280 K）钢理论色彩变动最为显著。。。通过使用质谱仪实时监测真空室内空气含量，，证实了这种色彩变动是由真空设备中微量的水蒸气造成的，，同时影响着钢资料理论摩擦学行为。。。钻研发现摩擦过程中水分子的冷凝使钢/钢摩擦副的耐磨性提高，，并且通过自动节制空气中氮气和氧气的含量能够进一步降低磨损。。。

2.3　低温真空介质

由于低温液体或气体的存在，，可能会引起介质含量的变动或摩擦界面的转变。。。因而，，必要反复更换所需的测试气体和含量监测，，以保障低温下气体环境的一致性。。。

此外，，气体介质的物理性质（如热导率等）会影响资料在低温下的摩擦学机能。。。而真空环境，，尤其是超高真空环境，，能够在很大水平上解除环境介质对摩擦试验了局的滋扰。。。然而，，在高度真空下不足温度传导介质，，仅能通过导热和辐射方式传热，，制冷功率有限，，因而在高速下进行的摩擦试验了局可能是不正确的。。。2020年清华大学Cui等[17]在低温真空下对聚合物基复合伙料进行了测试，，其克己的低温摩擦设备如图4所示。。。其设计最低温度为–100 ℃，，真空度为5×10^-5 Pa。。。充斥液氮的水槽并不与摩擦副直接接触，，而是通过热辐射传热。。。真空腔室温度由加热灯泡节制并由转盘左近的热电偶丈量（图中未画出）。。。发现其在宽温域内维持摩擦系数小于0.1，，并通过表征伎俩证了然转移膜的天生，，诠氏缢聚合物资料在低温下摩擦系数与磨损率的特点。。。

目前，，低温摩擦学的评价多集中于低温液体介质，，测试的温度点不陆续。。。而在现实工况傍边，，由于涉及真空、、气体环境和交变温度等多种场景，，这将造成测试了局与现实服役工况的差距。。。因而必要结合新型制冷技术设计索求新的低温尝试测试步骤与伎俩，，进一步推动低温摩擦学钻研的发展。。。

3、、金属资料的低温摩擦学机能

在低温环境中，，金属资料的选择至关重要，，很多金属资料在低温下阐发出优良的机械机能与摩擦学机能，，因而被宽泛利用于航空航天、、低温工程和极地航行等领域。。。

如在液化天然气工业中不锈钢被用于制作贮存罐和输送管道，，以确保安全和靠得住的运输；；；铝合金在航空航天领域中被宽泛利用于制作飞机机身和发起机零部件等；；；钛合金能够用于制作航空发起机零部件、、航天器结构和海洋平台设备，，以接受极端温度和压力前提。。。

只管在低温环境下有多种金属资料可供选择，，但钢、、铝合金、、钛合金和高熵合金因其在低温前提下阐发出更优异摩擦学个性逐步成为学术界和工业界的钻研重点，，并展示出更辽阔的利用远景，，如能够支持在分歧的低温环境下工作的低碳锰钢、、中镍钢和镍铬奥氏体钢。。。本部门将针对近期较为新鲜的钻研成就，，对分歧的金属资料机能以及加工步骤进行汇总综述，，以期使读者能够急剧相识近期金属资料在低温下的摩擦学钻研进展。。。

3.1　钢资料在低温下的摩擦磨损机能

钢是对含碳量质量分数介于0.02%至2.11%之间的铁碳合金的统称。。。凭据用处的分歧，，钢的化学成分中含有分歧的合金元素，，好比增长了锰和镍的钢在低温下有着更好的使用机能。。。如今，，钢以其便宜的价值、、靠得住的机能成为世界上使用最多的资料之一，，是构筑业、、制作业和人们日常生涯中不成或缺的成分。。Ｄ芄凰蹈质窍执缁岬奈镏驶。。。为了进一步扩大低成本钢资料的利用，，钻研钢资料在低温下的机能势在必行。。。低碳中锰钢拥有优异的成形性、、焊接性、、强度和韧性，，是汽车工业结构件和先进工程厚钢板的重要合金[18]

。。。

经奥氏体逆转处置（austenite reversion treatment, ART）[19]后，，它们出现出超细回火马氏体和相当数量的亚稳奥氏体的双相组织，，强度和塑性得到了额外的提高[20]。。。Yan

等[21]钻研了ART处置后的中锰钢（富奥氏体钢）在20、、0、、–50和–120 ℃下的摩擦磨损行为。。。了局批注，，马氏体钢和富奥氏体钢的耐磨性随磨损试验温度的降低而提高，，马氏体的硬度随温度降低而升高，，但是其冲击韧性急剧降落，，富奥氏体钢中亚稳奥氏体产生的应变硬化和韧性加强极大地降低了低温下的磨损体积。。。与马氏体钢相比，，重要的磨损机制从犁沟转变为切削。。。这一钻研为开发低温利用的初始硬度相对较低的新型耐磨钢提供了凭据。。。

通过对钢成分进行调控，，能够在肯定水平上改善其在低温下的使用机能。。。为了提凹凸温船舶用钢的低温摩擦磨损机能，，上：：Ｊ麓笱У乃锸勘蟮萚22]设计并制备了4 种新型分歧 Si 含量（0.3%、、0.6%、、0.9% 和 1.2%）的船用低温高强钢，，钻研并分析了其摩擦磨损机能。。。了局显示：：

在恒定低载荷（20 N）和恒定低滑动速度（10 mm/s）前提下，，该新型船用钢板的磨痕理论硬度显著高于磨损前，，摩擦机理以粘着磨损、、委顿磨损为主，，部门区域产生氧化磨损，，磨屑被挤压产生加工硬化层。。。这是由于Si的增长起到了固溶强化以及相变强化的综合作用，，显著提高了钢资料的摩擦磨损机能以及硬度。。。其中，，Si含量为1.2%的船用低温钢在20和–10 ℃下均阐发出优异的摩擦磨损机能，，均匀摩擦系数别离为0.41（20 ℃）、、0.38（–10 ℃）；；；磨损 量 分 别 为 1.695×10^-5 m3（20 ℃ ）、、2.097×10^-5 m3（–10 ℃）。。。随着Si含量的上升，，使得经过两相区调质热处置的船用低温钢金相组织分歧水平细化，，并且使得固溶强化不休加强，，磨损量降低，，钢材在低温前提下的耐磨性有所提高。。。

3.2　钛合金在低温下的摩擦磨损机能

钛合金拥有密度低、、比强度高、、耐侵蚀机能好和低温力学机能优异等特点，，是航空航天领域利用最宽泛的资料之一，，在火箭发起机的贮箱、、低温液体贮箱、、紧固件、、泵叶轮、、支架等低温部件利用宽泛[23–25]。。。然而，，塑性剪切抗力较低以及理论氧化物的；；；ぷ饔媒先鮗26]导致钛及其合金的摩擦学机能较差，，严重限度了钛合金的进一步利用。。。

例如，，在钛合金构件的现实利用过程中，，摩擦副理论的氧化膜会产生磨损损失[27]从而失去；；；ぷ饔。。。为了提高钛合金的耐磨性 ，，人们对其进行大量改性处置 ，，如渗氮[28–29]，，涂层处置[30]，，掺杂[31–32]等。。。得益于多种改性伎俩，，截至目前已经涌现出了一批在低温领域摩擦机能阐发良好的钛合金资料。。。

中国石油大学的Wang等[33]测试了Invar36低膨胀镍钛合金在低温下的机能。。。尝试了局批注Invar36合金拥有优异的摩擦学机能，，其摩擦系数（coefficient of friction, COF）在 20~–78 ℃领域内逐步减小。。。随着温度降至 –196 ℃，，COF也随着温度降落而急剧降落，，至–196 ℃时达到最小值。。。此外，，在一样前提下对一种贸易轴承级资料（G95Cr18钢）进行了测试和比力，，了局批注Invar36合金拥有比G95Cr18钢更好的摩擦学机能，，在–196 ℃时，，其磨损率比 G95Cr18 钢低 55.43%。。。进一步的仿照对比批注，，由于其极低的热膨胀系数，，在低温前提下，，Invar36合金比G95Cr18钢拥有更高的韧性和强度。。。该钻研提供了Invar36钛合金在分歧温度和载荷下对Si3N4陶瓷球的摩擦学数据，，为开发出低温拥有高耐磨的钛合金发展提供了重要的理论领导。。。

Ti基块体金属玻璃复合伙料通常拥有优异的强度、、塑性和韧性，，因而成为低温工程利用的潜在梦想选择之一[34]。。。然而，，关于其磨损行为的钻研依然较为稀缺。。。Ren等[35]钻研了Ti基块体金属玻璃复合伙料在113 K的低温下的耐磨性，，在低温下Ti基金属玻璃复合伙料的耐磨性大大提高。。。Ti47.2Zr33.9Cu5.9Be13金属玻璃复合伙料的低温摩擦机能如图5所示。。。

图5a展示了其在分歧温度下的摩擦系数，，随着温度的降低，，动摩擦因数略有降低；；；在图 5b 中 ，，当温度从 233 K 降低到 113 K 时 ，，磨损率从5.95×10^-4 mm3/(N·m)单调降低到3.12×10^-4 mm3/(N·m)，，磨损率降低高达47.6%。。。由磨痕的三维描摹（图5b）可知在低温下测试的磨损理论出现更光滑和轻微的理论，，粗糙度更低。。。图5c展示了从3D概括仪获得的磨损轨迹的整体 3D 视图。。。与 233 K 相比，，Ti47.2Zr33.9Cu5.9Be13金属玻璃复合伙料在113 K下摩擦时拥有更窄、、更浅的磨痕。。。钻研了局证明该 Ti 基块体金属玻璃复合伙料在较低的低温下拥有更好的耐磨性。。。

3.3　铝合金在低温下的摩擦磨损机能

与金属钛相比，，铝合金有着更低的密度，，并且增长肯定合金化元素后可达到较高强度，，其比强度靠近高合金钢而比刚度超过钢，，拥有优良的铸造机能和塑性加工机能[36]。。。因而在航空航天、、交通运输、、构筑、、机电等方面有着宽泛的利用。。。此外，，低温环境下能够同时改善铝合金的硬化和塑机能力[37–38]，，能够克服其室温成形性差的问题，，因而也被视为拥有优异低温摩擦的梦想资料之一。。。

中国科学院北京物理与化学钻研所低温技术重点尝试室的Weng等[39]钻研了15% SiC颗粒/2009Al铝基复合伙料在室和善低温滑动磨损前提下的亚理论变形和磨损行为。。。了局批注，，与室温相比，，低温下的滑动尝试在亚表层引起了更大的塑性变形。。。这是由于在低温下铝基体塑性增长以及SiC颗粒脆性增长导致其对铝合金基体变形的故障作用降低。。。在低温下进行滑动尝试的复合伙料的磨损率显著降低。。。磨损理论在低温滑动后拥有较低的理论粗糙度和较高的理论均匀性。。。磨损机制由室温下严重的氧化磨损、、粘着磨损和剥层磨损转变为低温滑动下轻微的剥层磨损和开裂特点。。。低温滑动后的变形层起到了纳米晶加工硬化层的作用，，低温下加工硬化率和位错密度增长，，克制了裂纹的产生，，相应地提高了资料的磨损机能。。。这项钻研为通过在低温环境下自适应形成纳米硬化层的步骤来设计高理论机能的铝基复合伙料提供了一种新的战术。。。

铝合金超低温成形过程中温度散布分歧，，模具与铸件的界面之间接触压力随资料流动不休变动，，接触面之间的摩擦大局也会随之扭转。。。Gao等[40]钻研了高压低温下铝合金的减摩机理。。。了局批注，，COF随着压力的增长先增大后减小。。。温度的降低以及接触面压力的增长，，均有利于铝合金组织的晶粒尺寸的减小，，导致粘着摩擦或犁沟摩擦削减，，从而导致在高压和低温下的COF较低；；；较高的温度和压力则增长了粘着力，，容易引起黏着磨损的产生，，不利于耽搁模具的使用寿命。。？杉鼙湫挝⒔峁沟男纬杉忧苛死砺圩柿系乃苄院偷挚贡湫蔚哪芰，，该工作不仅有助于推动多尺度摩擦模型的成立，，并且为低温成形仿真和工艺参数优化提供了基础。。。

3.4　多主元合金在低温下的摩擦磨损机能

传统合金通常是以1种或2种金属元素作为基元，，向其中增长金属或者非金属元素以达到强化金属使用机能的主张。。。随着工业领域的急剧发展，，传统合金的研发陷入瓶颈。。。近年来，，由我国台湾科学家Yeh教授[41]和英国粹者 Cantor 教授[42]提出了 1 种新型多主元合金设计理念，，其颠覆了传统合金由单一主元组成的设计理念，，为合金资料的成分组成、、组织调控与机能设计带来了辽阔的开发空间。。。与传统合金相比，，多主元合金由于兼具高强度、、高硬度、、抗磨损机能与耐侵蚀机能受到了人们的宽泛关注。。。多主元合金[43]的设计理念使得合金成分出现发作式增长，，极大拓宽了金属资料的成分空间，，将人们的关注点从相图的角落地位转到辽阔的中央区域[44]，，而复杂的成分赋予了合金组织与机能上诸多的可能性，，开启了新型多主元合金的钻研热潮。。。

CoCrNi多主元合金由于在低温下没有显著的韧脆转变并且在很宽的温度领域内都有很好的强塑性[45]，，已被公以为低温利用的 fcc 多主元合金的典型代表系统[46–48]。。。Ren等[49]钻研了CoCrNi多主元合金在低温下的摩擦学行为，，钻研批注 CoCrNi 多主元合金在温度从 273 K降低到153 K时阐发出显著加强的耐磨性，，超过了低温奥氏体钢。。。通过显微观察和原子仿照，，明确了影响CoCrNi低温耐磨机能的变温组织特点和变形机制。。。在深冷前提下，，显著的晶粒细化和较深的塑性区导致了向理论以下扩大的组织梯度，，这能够包容大量的滑动变形，，这与273 K下的应变部门化和分层形成了直接的对比。。。

同时，，与温度有关的深冷变形机制（堆垛层错网络与相变）也为亚表层资料提供了额外的强化和增韧。。。这些个性使得 CoCrNi 合金在低温前提下出格耐磨损。。。图 6 所示为奥氏体合金钢与CoCrNi基高熵合金在分歧温度下磨损率对比，，能够看出奥氏体合金钢在低温下的摩擦磨损机能并不凸起，，对于某些成分的合金钢，，低温甚至会增大其磨损率（06Cr19Ni10钢）。。。而CoCrNi多主元合金不仅在常温下有着较低的磨损，，在低温下其耐磨机能大大提高，，与室温相比降低了44%，，是在低温下机能优异的金属资料。。。

MPEA 拥有极高的构型熵，，由 5 种及以上主元组成的 MPEA 被 称 为 高 熵 合 金（high-entropy alloys, HEAs）[50-52]。。。Geng等[53]钻研了单相CoCrFeNiMn高熵合金和CoCrFeNiAl高熵合金在低温真空环境下的摩擦学行为，，了局批注 173 K 下单相 CoCrFeNiMn 高熵合金和 CoCrFeNiAl 高 熵 合 金 均 有 高 的 耐 磨 性 ，，其 中CoCrFeNiAl 高熵合金磨损率可低至 1×10^-6 mm3/(N·m)。。。并且在摩擦过程中的接触应力以及瞬时温度的提高推进了HEAs的晶粒细化，，这更进一步使得HEAs的耐磨性提高。。。这项工作进一步通过多种表征伎俩钻研了在2种接触前提下的磨损诱导微观组织演变，，添补了低温下高机能高熵合金摩擦学行为的空缺，，为进一步优化高熵合金在低温下的耐磨性提供了领导。。。

4、、总结与瞻望

本文介绍了金属资料低温摩擦钻研近况，，蕴含低温摩擦学的尝试技术以及目前新鲜的金属资料钻研进展。。。

首先概述了金属资料在低温下服役所遇到的困境，，蕴含低温光滑失效以及低温脆韧转变。。。对于资料在低温下的摩擦学试验环境进行了总结和会商，，别离介绍了低温液体介质、、低温气体介质和低温真空介质环境的优缺 点。。。凭据金属资料的种类分歧，，别离介绍了低温下的钢资料、、钛合金资料、、铝合金资料以及多主元合金资料的前沿成就，，其中多主元合金作为新兴领域，，在低温下阐发出了优异的耐磨性，，是将来最具潜力的新型资料之一。。。

随着航空事业、、低温超导、、氢能源动力有关技术的不休发展，，低温的利用会越来越宽泛，，由此引发的光滑问题仍必要进一步钻研。。。就目前而言低温光滑仍有若干问题必要解决与美满。。。首先，，由于大部门低温摩擦尝试是在低温液体介质中进行的，，导致测试的温度点比力单一。。。

然而现实使用过程中的外界环境复杂多变，，测试环境与现实使用环境存在差距。。。因而必要开发越发符合使用环境的尝试步骤；；；其次，，现有的低温尝试表征伎俩大多在室温下进行，，难以获得低温下资料的实时变动信息；；；最后，，低温摩擦学的诸多钻研仍不够系统，，其机理部门的钻研还不够深刻。。。

综上所述，，金属资料低温摩擦钻研领域固然获得了显著进展，，但仍存在诸多挑战和未知。。。将来的钻研应着力于开发更为合用的尝试步骤和表征伎俩深刻探求 低温摩擦机理，，进一步钻研分歧资料在分歧成分影响下的摩擦行为，，以推动拥有优异耐磨性金属资料的发展和利用。。。

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