题目：离子注入表面改性铁基非晶合金摩擦磨损行为研究

大块非晶合金具有优异的力学、磁学、化学性能，在功能材料及结构材料中具有广阔的应用前景。因此，大块非晶合金引起了众多材料研究者和工程技术人员的关注。铁基非晶合金具有高强度、高硬度、良好的热稳定性以及原料成本低等优点，有望在一些特定的场合取代传统材料。本文选用非晶形成能力高，在玻璃转变区和过冷液相区有高热稳定性的Fe41Co7Cr15Mo14C15B6Y2作为研究对象，以碳钢作为对磨件，以硬质合金作为对比材料，利用SRV高温磨损试验机考察了该非晶合金在室温、200℃及400℃条件下的摩擦磨损性能；并研究了离子注入对铁基非晶合金Fe41Co7Cr15Mo14C15B6Y2摩擦磨损性能的影响。利用纳米压痕法、SEM、表面形貌仪、高温硬度计、AES、X射线小角衍射等测试分析手段研究了铁基非晶合金在不同温度下的磨损机理以及离子注入铁基非晶合金力学性能和微观组织的影响。主要试验结果如下：铁基非晶合金硬度随温度的升高缓慢后急剧下降，在300℃时下降到最小值。而后硬度随温度的升高而升高。在室温、200℃及400℃条件下，非晶合金磨损量随温度的升高而减少。这主要是由于在高温下，非晶合金与对磨件的粘着性增加以及碳钢硬度减小，对磨件向非晶合金转移的结果。室温下，非晶合金经晶化处理后硬度提高，抗磨损性也大大提高。室温下，铁基非晶磨损机理主要是脆性剥落，在400℃下，非晶合金的磨损机理主要是粘着磨损和氧化磨损。X射线小角衍射表明，经Co离子注入铁基非晶合金后，铁基非晶合金表面未发生晶化。非晶合金硬度从15GPa提高到了21GPa，弹性模量从230GPa提高到了290GPa。离子注入铁基非晶合金与碳钢的粘着性提高；在室温、200℃及400℃条件下铁基非晶合金耐磨性远高于未注入试样。离子注入铁非晶合金的磨损机理主要是氧化和粘着。在室温、200℃及400℃条件下铁基非晶合金与碳钢对磨时摩擦系数变化较小。而Co离子注入铁基非晶合金摩擦系数随温度升高而减小，并小于相同条件下未注入非晶合金。