图2（略）所示为滑动干摩擦条件下磨痕形貌SEM照片。可以看出，磨痕表层均呈现明显犁沟特征，微切削和犁削是造成涂层材料流失的主要机制。这是由于在滑动磨损过程中，销试样的金刚石磨头可以磨削涂层中的软、硬质点，并可犁去部分涂层。
在图2(a和b)中都可观察到沿滑动方向的塑性流动迹象，说明等离子热喷涂钴基合金涂层的塑性较好；但Greatwall-1涂层中的WC强化相含量较X-40涂层的低，故更易发生塑性变形。图2(a)表明金刚石磨头对Greatwall-1涂层的层状结构的犁削和破坏很严重，而图2(b)中涂层的犁沟最为平整，显示X-40涂层的韧性和层间结合较好。因此在滑动摩擦磨损条件下，X-40涂层的耐磨性远优于Greatwall-1涂层。
Cr3C2-NiCr涂层在滑动磨损过程中形成典型的网状裂纹[见图2(c)]。这预示硬度略高的Cr3C2-NiCr涂层的脆性很大。在压应力和拉应力的反复作用下，脆性涂层易产生微裂纹，并沿层间扩展造成涂层的断裂和剥离，对其耐磨性不利。但在平稳加载试验条件下，裂纹尚未造成Cr3C2-NiCr层状结构的大片剥离，故其耐磨性虽低于钴基合金的X-40涂层，却仍优于Greatwall-1涂层。
2.2 冲击载荷下涂层的耐磨性
在单摆冲击划痕条件下，由于划头为硬质合金，所加载荷的变化率极大(在本试验条件下加载率最高可达到1×104N/s)，材料磨损机制包括凿削和断裂。比能耗[6]包含表面材料的塑性变形功、断裂功、新表面形成能以及划头与材料间的摩擦功等，能较好地反映材料的抗冲击和磨粒磨损行为。3种涂层的比能耗e随划痕深度变化的关系曲线如图3（略）所示。可以看出， 在划痕较浅时，比能耗随着划痕深度的增加而迅速下降，而达到一定深度后变化趋于平稳。这是由于随着划痕深度的增加，划痕表面积的增长率低于体积的增长率，即材料在磨损过程中消耗在界面上的能量增长远远低于消耗在体积上的增长，因而划痕较深时表面积增加所造成的影响越来越小。
采用相同划痕深度所对应的比能耗或曲线平稳变化阶段的比能耗作为判据，对材料的抗冲击磨损性能进行比较。与平稳加载下不同，在本试验范围内，动态加载下Cr3C2-NiCr涂层的抗冲击磨损性能不如Greatwall-1涂层，可见硬而脆的Cr3C2-NiCr涂层对冲击加载条件下的磨损较敏感。
在单摆冲击划痕过程中，划头可逐层犁削材料并产生新的表面，相应地可以测得不同的能量损耗，这表明分开一定量键合原子与消耗的能量有关。因此可将单位划痕表面所消耗的能量近似视作材料的内聚结合能，并将其作为涂层内聚结合强度的判据。计算每种涂层的两条划痕，得到X-40的内聚结合强度判据为0.100J/mm2，Cr3C2-NiCr的为0.091J/mm2，Greatwall-1涂层的为0.040J/mm2。值得注意的是，上述涂层内聚结合强度判据排序同涂层的滑动磨损性能排序相同。这表明在平稳加载条件下，3种涂层的耐磨性可能主要取决于热喷涂层的层状结构的内聚强度。
图4（略）所示为单摆冲击划痕条件下3种涂层划痕的SEM形貌照片。由图4(a)可见，Greatwall-1涂层在硬质划头冲击加载的犁削作用下产生严重塑性变形，划痕表面出现明显的层状剥离现象，大量磨屑被推挤到划痕两侧，表明这种涂层的层间结合力较弱。这是由于Greatwall-1涂层中Si含量较高，Si在喷涂过程中可能以脆性夹杂相存在于合金相中，影响合金的相互融合所致。X-40涂层在硬质划头冲击加载的凿削和犁削作用下，塑性变形较轻微[图4(b)]；在划痕表面出现与滑动方向成45°角的细密微裂纹，被凿削下来的少量涂层材料仍保留在划痕两侧。表明这种涂层有一定的变形能力，而且其塑、脆性能比较适中。而由图4(c)可见，Cr3C2-NiCr涂层在硬质划头冲击加载的凿削作用下几乎不发生塑性变形，划痕表面出现与滑动方向成45°角的较长裂纹，大量较薄的层状脱落出现在划痕两侧。被凿碎的材料完全从基体中脱离，呈现较明显的脆性断裂特征。Cr3C2-NiCr涂层的变形能力和韧性最差，这是由碳化铬的性质决定的。