力学性能_第八章答题.pptVIP

第八章 材料的摩擦与磨损性能;Company Logo;Company Logo;Company Logo;;;Company Logo;Company Logo;Company Logo;Company Logo;Company Logo;Company Logo;Company Logo;Company Logo;Company Logo;Company Logo;Company Logo;;8-1 摩擦与磨损的基本概念;8-1 摩擦与磨损的基本概念;8-2 磨损模型;8-2 磨损模型;8-2 磨损模型;8-2 磨损模型;8-2 磨损模型;8-2 磨损模型;8-2 磨损模型;8-2 磨损模型;8-2 磨损模型;8-2 磨损模型;8-2 磨损模型;8-2 磨损模型;8.2.2 磨粒(磨料)磨损;8-2 磨损模型;(2)磨粒磨损分类及其磨损特征;三体磨料磨损：磨料介于两零件表面之间。磨料为一物体，两零件为两物体，磨料可以在两表面间滑动，也可以滚动，如滑动轴承、活塞与气缸、齿轮间落入磨料。;8-2 磨损模型;凿削式磨粒磨损 磨料对材料表面有高应力冲击式的运动，从材料表面上凿下较大颗粒的磨屑，如挖掘机斗齿、破碎机锤头。;b.高应力碾碎式磨粒磨损 磨料与零件表面接触 处的最大压应力大于 磨料的压碎强度，磨 料不断被碾碎。如球 磨机衬板与磨球。 ;c.低应力擦伤式磨粒磨损 磨料作用于摩擦表面的应力不超过它本身的压碎强度。材料表面有擦伤并有微小的切削痕迹。如犁铧、泥沙泵叶轮等。;（1）软磨料磨损：材料硬度与磨料硬度之比 是 大于0.8。 （2）硬磨料磨损：材料硬度与磨料硬度之比是 小于0.8. ;（1）普通型磨料磨损：一般正常条件下的磨 料磨损。 （2）腐蚀磨料磨损：在腐蚀介质中的磨料磨损。腐蚀加速了磨损的速度，如在含硫介质中工作的煤矿机械等。 （3）高温磨料磨损：在高温下的磨料磨损。高温和氧化加速了磨损，如燃烧炉中的炉篦、沸腾炉中的管壁等。;8-2 磨损模型;关于材料磨粒磨损机制主要有以下几类： 微观切削机制：法向载荷将磨料压入摩擦表面，滑动时磨料对表面产生切削作用，材料脱离表面形成磨屑。 微观变形机制：磨料在载荷作用下压入摩擦表面而产生压痕，滑动时使表面产生严重的塑性变形，压痕两侧材料受到损伤，因而易从表面挤出或剥落。 微观断裂机制：摩擦表面在磨料产生的循环接触应力作用下，表面材料开始出现疲劳裂纹并逐渐扩大，最后从表面剥离。;(4) 磨粒磨损模型： 假设磨粒为形状相同的圆锥体，半角为θ，锥底直径为r(即犁出的沟槽宽度)，载荷为p，压入深度x，滑动距离为l。;若从沟槽中排出的材料全部变为磨屑，则磨损掉的材料体积为： 若软材料的努氏硬度等于HK载荷与压痕投影面积之比，即 当用维氏硬度表示时： 可见，磨损掉的体积与接触压力、滑动距离成正比，与材料的硬度成反比，同时与磨粒的形状有关。;材料硬度的影响：;相对耐磨度ε：标准试样磨损量和被评价试验试样磨损量之比，其值越大，材料耐磨性越好。;②磨粒尺寸的影响： 一般金属的磨损量随磨 料平均尺寸的增大而增 加，到某一临界值后， 磨损量便保持不变，即 磨损与磨料的尺寸无关。;各种材料磨料临界尺寸是不相同的，磨料的临界尺寸还与工作零件的结构和精度有关。 例如：柴油机油泵柱塞副的磨损，3～6μm的机械杂质引起的磨损最大；发动机磨损，20～30 μm的磨料对缸套磨损才最严重。所以，防止3～6μm左右的机械杂质进人燃油系统，防止20～30μm的磨料进入缸套摩擦表面最为重要。;③载荷和滑动距离 磨损量与表面压力成正比。当压力达到转折值pc 时, 线磨损量随压力的增加变得平缓, 这是由于磨粒磨损形式转变的结果。各种材料的转折压力值不同。;③载荷和滑动距离 滑动速度在0.1m/s以下时，随滑速的增加磨损率略有降低； 当滑速为0.1-0.5m/s时，滑速的影响很小； 当滑速大于0.5m/s时，随滑速增大，磨损先略有增加，达到一定值后，其影响又减小了。;④显微组织的影响： a.基体组织 由铁素体逐步转变为珠光体、贝氏体、马氏体时，耐磨性提高。 众所周知，铁素体硬度太低，故耐磨性很差。马氏体与回火马氏体硬度高，所以耐磨性好。但在相同硬度时，下贝氏体氏体的耐磨性要比回火马氏体的好得多。钢中的残余奥氏体也影响抗磨料磨损能力。在低应力磨损下，残余奥氏体数量较多时，将降低耐磨性；反之，在高应力磨损下，残余奥氏体因能显著加工硬化或转变为马氏体而改善耐磨性。;b.第二相组织 钢中的碳化物是最重要的第二相。在磨粒磨损中，材料的耐磨性与碳化物和基体硬度相对大小以及碳化物硬度有关。 在软基体中增加碳化物的数量，减小尺寸，增加弥散度，均能改善耐磨性。 在硬基体中，即碳化物的硬度与基体的硬度相近，碳化物