哈工大摩擦磨损理论 第六章 磨损1-金属1.ppt

图6－14是根据全部正常淬火后以不同温度回火的几种钢进行磨粒磨损实验所得的结果绘制的。图中曲线1是退火钢的曲线。所有经过热处理的钢，由实验得出的曲线全都分布在曲线1的右侧。 如果硬度提高同一数值 ，退火钢相对耐磨性的提高要比经淬火和回火的钢大得多，即 。产生这些现象的原因和经热处理以及冷作硬化后产生的残余应力有关。 图 6－14经淬火和回火的钢的相对耐磨性和硬度的关系 * 第六章 磨损 第一节 概 述 第二节 金属的磨损 第三节 塑料的磨损 第四节 弹性体的磨损 第五节 陶瓷材料的磨损 第六节 近代磨损理论简介 第七节 磨损的计算 第八节 耐磨损设计 材料学 物理化学 机械学 力学 纳米科学 生物医学 摩擦学是 交叉学科 本课程的 学习方法 是以实验科学为基础建立起来的理论 很不完善 课堂讲授（参考资料） 课后自学 网上阅读相关文献 第一节 概 述 一、磨损的定义 ： 磨损：是指任一工作表面的物质，由于表面相对运动而不断损失的现象。摩擦是磨损的原因，而磨损是摩擦的必然结果。 磨损的危害：磨损将造成表层材料的损耗，零件尺寸的变化，直接影响零件的使用寿命和机器的性能。生产中总是力求提高零件的耐磨性。 利用磨损为生产服务：例如利用磨损原理所进行的加工（如研磨、磨削、抛光等）。 二、磨损的分类与特点 类 型 现 象 特 点 举 例 粘着磨损 摩擦副相对运动时，由于接触表面直接粘着，使接触点表面的材料由一个表面转移到另一表面的现象 发生于无润滑和氧化膜缺少及滑动速度不大的情况下，粘着点被剪切破坏 内燃机铝活塞壁与缸体的摩擦擦伤 磨粒磨损 在摩擦过程中，因硬颗粒或凸出物嵌入，并切割摩擦表面材料使其脱落 发生于各种压力和滑动速度下，磨粒作用于表面而破坏 农业机械和矿山机械零件的磨损 疲劳磨损 （接触疲劳） 两接触表面作滚动或重复接触时，由于周期性载荷作用使表面产生变形和应力，并导致裂纹产生和造成剥落 无论有无润滑，表层或次表层在接触应力反复作用下，而产生麻点剥落 齿轮副、滚动轴承疲劳 腐蚀磨损 在摩擦过程中，金属同时与周围介质发生化学或电化学反应而使材料损失 有化学或电化学反应的表面腐蚀破坏 曲轴轴颈的氧化磨损；化工设备中的零件表面 微动磨损 两接触面由于承受周期性的，幅度极小的相对运动使之发生粘着、腐蚀和表面的剥落 通常发生于有微量振动的接触表面上，都伴有腐蚀过程而产生氧化碎屑，是一种复合式的磨损 飞机操纵杆花键、销子 冲蚀磨损 流体束或含有固态颗粒的流体冲击固体表面而造成的磨损 ? 燃气轮机叶片遭受石英砂粒的侵蚀 发生在多相流体中，有磨屑脱落 第二节 金属的磨损 一、粘着磨损 当摩擦表面有相对运动时，由于粘结，使接触表面的材料从一个表面转移到另一个表面的现象，称为粘着磨损。 当两零件表面接触时，由于表面不平，发生的是点接触。通常摩擦表面的轮廓接触面积是表观接触面积的5%~15%，实际接触面积只有表观面积的0.01%~0.1%。 对于重载高速摩擦副，接触峰点的表面压力有时可达5 000 MPa， 并产生1 000℃以上的瞬时温度。 而由于摩擦副体积远大于接触峰点，一旦脱离接触，峰点温度便迅速下降，一般局部高温持续时间只有几毫秒。 润滑油膜、吸附膜或其他表面膜将发生破裂，使接触峰点产生粘着，随后在滑动中粘着结点破坏。 这种粘着、破坏、再粘着的交替过程就构成粘着磨损。 1．粘着磨损机理 粘着磨损是在有润滑的条件下，最常见的一种摩损形式。普遍认为，磨损的颗粒是在微峰接触点的部位产生的。 图a）为被磨损表面的原始状况，表面粗糙不平，而且在表层内存在由于加工形成的许多缺陷。 图b）表示两个摩擦表面相对滑动时，由于摩擦力的作用，在表层产生塑性流动（用实线表示），表层内的缺陷不断扩展。在表面接触部位发生金属间的粘着。 图c）表示表层内的裂缝扩展到表面，金属从表面撕裂下来，形成磨粒。一些表面金属粘着在另一金属表面。 图d）是磨损后形成的新表面。 1) 低温粘着磨损 当摩擦面间的相对滑动速度不大（0.5m/s～0.6m/s），表面温度在100～150℃之间，表面间单位面积上的压力很高时，相互接触的微峰之间将产生冷焊的粘结点。粘结点的金属由于塑性流动产生明显的硬化，因而粘结点的强度大于摩擦副中较软金属的强度。 在相对滑动时，软的金属可能从基体上撕脱下来。产生这种粘着磨损时，表层上的金属组织和基体相都没有明显的相变和化学成分的变化，这种粘着磨损称为低温粘着磨损，如图6－2 a）、图6－3 d）、e）所示。