文章研究了Ti-6Al-4V合金在微动载荷下摩擦学转化结构（TTS）的异质性形成机制。通过调控接触压力（50-500 MPa）和循环次数（1000-20000次），分析了TTS、第三体层（TBL）和一般变形层（GDL）的演化规律。在300 MPa以上压力下，TTS早期形成并呈现纳米级双区域结构：区域I为20-50 nm纹理化α晶粒，区域II为5-20 nm各向同性等轴晶粒。TTS硬度达1170 HV（基体为560 HV），化学组成与基体一致，表明其源于塑性变形而非环境反应。研究建立了压力-循环次数耦合的TTS形成场景，揭示了极端晶粒细化的Hall-Petch效应机制。
微动磨损是由接触面振荡滑移引发的表面退化现象，在航空发动机叶片-盘榫连接等场景中导致高昂维护成本。微动过程在完全滑移条件下诱发高局部应力和塑性变形，形成纳米晶粒摩擦学转化结构（TTS）。TTS作为磨损前驱体，其特性与形成机制尚未明确。文章针对Ti-6Al-4V合金，通过平面对平面接触实验，系统探究接触压力与循环次数对TTS异质性的影响，填补微观机制研究的空白。
采用α-β双相Ti-6Al-4V合金（屈服强度970 MPa），在液压微动试验机开展测试。设定振幅100 μm、频率10 Hz以确保完全滑移，接触压力覆盖50-500 MPa，循环次数为1000-20000次。表面形貌通过白光干涉仪表征，磨损体积基于累积耗散能量模型计算：
\[ V = \alpha(\Sigma E_d - E_{dth}) \]
截面样品经金刚石切割、抛光及Kroll试剂蚀刻后，采用SEM-EDX分析化学成分分布，纳米压痕仪测量硬度梯度。通过聚焦离子束（FIB）提取TTS区域，利用透射电镜（TEM）结合电子衍射图谱解析晶粒尺寸、相组成与织构特征。
接触压力主导TTS的激活：低于200 MPa时仅出现TBL（氮化碎屑层）和GDL（塑性软化层）；200 MPa时TTS以针状孤立岛形式存在；300 MPa以上则形成连续TTS层。TTS化学组成与基体一致（Al≈5.9%, V≈4.6%），而TBL含9.7%氮，证实TTS源于基体原位转变。
TTS由两种交替纳米区域构成：区域I含20-50 nm α晶粒，衍射图谱显示强织构；区域II为5-20 nm等轴α晶粒，呈各向同性分布。区域I在200 MPa压力下即出现，而区域II仅在300 MPa以上压力形成，表明其对应更剧烈的塑性变形阶段。
TTS硬度达1170 HV（基体560 HV），归因于Hall-Petch效应主导的晶界强化。GDL层因循环软化硬度降至420 HV。TTS动态演化始于循环初期（<1000次）的离散岛状结构，随循环次数增加向接触中心扩展并合并。结合严重塑性变形（SPD）类比，提出β相溶解和动态再结晶是纳米晶粒形成的关键机制，闪温效应因尺度失配被排除。
文章揭示Ti-6Al-4V的TTS形成经历三阶段演变：GDL（70-150 nm晶粒）→ 局部TTS-I（织构化α晶粒）→ 异质TTS（I/II交替层）。压力阈值（200 MPa激活TTS-I，300 MPa激活TTS-II）与循环次数共同调控结构演化。TTS异质性源于渐进式晶粒细化，其超高硬度与脆性显著提升磨损速率，为航空航天部件寿命预测提供理论依据。