钟 华，岳 赟，金飞翔，谷 曼

(1.合肥学院 先进制造工程学院，合肥 230061；2.河南科技大学，高端轴承摩擦学技术与应用国家与地方联合重点实验室，河南 洛阳 471003)

0 引 言

金属钛(Ti)及钛合金作为一种典型的轻金属材料，由于其优秀的综合性能，如高比强度[1]，良好的耐腐蚀性[2]以及优异的生物相容性[3]，常作为结构部件广泛应用于航空航天、汽车工业、远洋船舶以及外科医疗等行业。[4]随着近年来钛合金制备技术的优化及加工水平的提高，钛合金作为活动部件愈发受到国内外科研工作者的关注。例如，美国能源部在研制新型节能重型卡车时，考虑使用新型钛合金作为盘式制动器转轴材料。[5]然而，由于钛合金的硬度偏低，在服役过程中容易发生磨损失效导致机械故障。据统计，钛合金零件的使用过程中80%的零件失效是由磨损导致的。[6]因此，开发一种新型钛合金，使其具有良好力学性能的同时提高其耐磨性，对于提高钛合金的服役寿命，扩大钛合金的适用范围十分重要。

通过合金化的方式是强化金属的一种重要方式。金属锆(Zr)与金属钛属于同一族元素，具有相似的理化性质的特征，二者原子外层电子构造类似，点阵类型相同，原子半径相近，可完全互溶。因此，若能利用金属锆与金属钛强烈的固溶强化作用，对于提高材料的性能是十分有益的。基于此，燕山大学刘日平课题组成功制备开发了一系列具有高强高韧特点的新型钛锆基合金体系[7]，以其中的Ti-Zr-Al-V系列合金为例，其最大抗拉强度可高达1700 MPa，比强度最高可达370(MPa/ (g/cm3))，同时拥有比传统钛合金更高的硬度。……