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核能作为一种新能源,与火力发电不同,发电过程中不需要燃料储藏、废渣场地等,不产生有害气体,是一种清洁能源。我国发展核能具有重要的战略意义,不仅可以维持我国的核大国地位,而且可以带动我国相关产业及其高新技术的发展。核电厂中较大部分设备在设计与分析时需要考虑部件相互接触处的摩擦系数,而且很多设备的重要构件的工作环境均是高温、高压、水环境。目前静摩擦系数测定的方法对高温、高压、水环境工况不适用,动摩擦系数的测定也需要设计专门的试样夹具。因此,本研究特开展高温、高压、水环境下的静、动摩擦系数测试试验,为核电厂中重要构件进行力的计算提供重要依据。本文研制出一台高温、高压、水环境工况下的静摩擦系数测试装置,并对动摩擦系数测试的试样夹具进行了改装。静摩擦系数测试试验采用线接触和面接触,动摩擦系数测试试验采用线接触。首先按照一定的尺寸加工试样,并采用3D/2D双维式形貌仪(型号：NanoMap-D,美国)测定试样表面的粗糙度值。然后对F6NM马氏体不锈钢与SA-336 Type304H不锈钢、SA-508 Gr.3Cl.1低合金钢与45钢、SA-508 Gr.3Cl.1低合金钢与P460NH钢、SA-516 Gr.70钢与5454-H32铝、45钢与Q420B钢、45钢与SA-533BCL.1钢这六种摩擦副进行了静、动摩擦系数测试试验,研究了温度、应力、粗糙度对静、动摩擦系数的影响,以及速度对动摩擦系数的影响。并对SA-516 Gr.70钢与5454-H32铝摩擦副进行了磨损测试试验,研究了时间、应力对磨损的影响。主要得到如下结论：(1)依据经典摩擦理论并参照核电厂设备实际工作环境,研制了一台采用三个试样对摩方式的静摩擦系数测试试验台,该试验台采用线接触和面接触,可进行正压力1kN～60kN、空气环境RT-350℃、水环境RT-100℃等复杂参数下的试验。并且该试验台重现了经典摩擦系数曲线,验证了该试验台的可行性。(2)随着温度的增加,六种摩擦副的静摩擦系数均增大。但是,温度对六种摩擦副的动摩擦系数系数影响却不一致。这可能是因为静摩擦与动摩擦的摩擦机理不同,对于刚度较大的摩擦副,随着温度升高动摩擦系数有先增大再减小的趋势。温度的升高使静摩擦摩擦副更容易粘附在一起。(3)粗糙度和应力的增加引起F6NM马氏体不锈钢与SA-336 Type304H不锈钢摩擦副的静摩擦系数增大,而动摩擦系数则减小。在试验应力很高的情况下,应力的增大实际接触面积不会再增大,所以静摩擦系数增大。应力的增大造成剪切力增大,磨屑增多,磨屑充当第三体起到润滑作用,所以动摩擦系数减小。粗糙度的增大,引起实际接触面积的的减小,单位压力增大,所以粗糙度增大相当于应力的增大。(4)应力对SA-516 Gr.70钢与5454-H32铝摩擦副的静、动摩擦系数影响较统一,随着应力增大,静、动摩擦系数减小。SA-516 Gr.70钢硬度大,454-H32铝材质软。随着应力的增大,实际接触面积增大,所以静摩擦系数减小。应力的增大造成剪切力增大,磨屑增多,磨屑充当第三体起到润滑作用,所以动摩擦系数减小。(5)探究了速度对两种摩擦副的动摩擦系数影响,在1mm/s与10mm/s速度工况下,同种摩擦副的动摩擦系数基本上无变化。说明在本次的试验参数下,速度对动摩擦系数基本无影响。(6) SA-516 Gr.70钢与5454-H32铝摩擦副在相同的应力下,磨损时间越长,磨损体积越大,磨损率越小；这可能是因为在试验刚开始阶段,表面磨损的速度比较快,随着时间的进行,磨损的速度越来越慢。随着应力的增大,磨损体积先增大再减小,磨损率一直减小。这可能是因为随着应力的增大,磨损加重,当超过某一应力后由于磨损造成材料的迁移并附着在磨损表面,阻止了磨损的进一步加重,随着应力的增大,磨损体积的增大速度小于应力的增大速度,所以磨损率减小。