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控制棒驱动机构是反应堆本体中重要的运动部件,其结构可靠性直接关系到反应堆启动、功率调节、功率维持、正常停堆及事故工况下的安全停堆。滚轮与丝杠是机构中关键的传动机械部件,其啮合传动部分承受磨损损耗。为了满足驱动机构整体长寿命高可靠性的需求,钢研总院自主研发新型高强高韧马氏体不锈钢1Cr16Ni4Mo2Cu2W1VN和1Cr16Ni4Mo2N加入到驱动机构的选材中。同时对于驱动机构不同材料之间耐磨性能的研究需要进一步深入,旨在提高机构整体寿命。本文主要对 95Cr18,1Cr16Ni4Mo2Cu2W1VN(滚轮)与 1Cr16Ni4Mo2N(丝杠)三种材料热处理后的耐磨性能进行了研究。一方面通过金相组织观察、力学性能检测以及扫描电子显微镜(SEM)等手段对材料淬火态、深冷态和回火态试样进行分析。另一方面通过Amsler型(MM200)摩擦磨损设备和HTMS测控系统对三种试样的圆周进行水润滑滚动试验和干摩擦滚动试验。磨损测试后,再使用体式光学显微镜,三维光干涉形貌仪和扫描电子显微镜(SEM)对磨损后试样进行分析。结果表明:试验钢在滚动对磨实验中主要磨损形式有三种,分别是轻微粘着磨损、磨粒磨损和疲劳磨损。湿摩擦条件下主要磨损形式为粘着磨损和磨粒磨损,表面形貌由材料粘附和犁沟组成。干摩擦主要磨损形式为疲劳磨损,导致材料表面形貌表现为大面积脱落和起皮,磨损深度进一步增加。通过对95Cr18试验钢(2HRC～6HRC)硬度差的滚动摩擦副的耐磨性能影响的研究发现,在120h试验周期内,主动从动硬度差为6HRC的95Cr18钢摩擦副耐磨性能最佳,摩擦副平均摩擦系数最小,摩擦副失重最小,表面磨损情况最轻微。通过对1Cr16Ni4Mo2Cu2W1VN 滚轮与 1Cr16Ni4Mo2N 丝杠(2HRC～9HRC)硬度差的滚动摩擦副的耐磨性能影响的研究发现,在150h试验期内,主动滚轮和从动丝杠硬度差为2HRC的摩擦副耐磨性能最佳,摩擦副平均摩擦系数最小,摩擦副失重最小,表面磨损轻微,湿磨擦与干摩擦结果基本一致。但两种摩擦副在干湿磨损环境中,主动硬度不变情况下,从动硬度的增加均导致摩擦副整体的磨损量下降,主从动磨损量同步下降。因此,合理的硬度匹配有助于改善摩擦副的耐磨性能。