摩擦和磨损完整版本.pptVIP

chapter10山东大学材料学院李丽编写分类：点蚀，浅层剥落渗层剥落接触疲劳过程：疲劳裂纹的形成；疲劳裂纹的扩展2接触应力的概念相互接触的物体在局部便面产生的压应力成为接触应力，又成为赫兹应力，分为线接触和点接触类型。(1)两接触物体在加载前为线接触(如圆柱与圆柱、圆柱与平面接触)(2)两接触物体在加载前为点接触(如滚珠轴承)u0.2,综合切应力移至表面，裂纹在表面形成点接触的应力分布(1)点蚀通常把深度在0.1-0.2mm以下的小块剥落叫做点蚀。裂纹一般起源于表面。剥落坑呈针状或痘状。接触疲劳破坏分为点蚀、浅层剥落、深层剥落三种主要类型。3接触疲劳类型和损伤过程(2)浅层剥落其剥落深度一般为0.2-0.4mm。(3)深层剥落这类剥落坑较深(＞0.4mm)、块大。一般发生在表面强化的材料中，如渗碳钢中。接触疲劳裂纹的形成式接触综合切应力高于材料接触疲劳强度的结果。（接触综合切应力与载荷，接触表面，表面缺陷，内部缺陷等因素有关）切应力/剪切强度0.55,深层剥落切应力/剪切强度0.50-0.55,浅层＋点蚀切应力/剪切强度0.55,点蚀马氏体含碳量未溶碳化物的影响硬度残余奥氏体的影响4影响接触疲劳抗力的因素(1)材料的冶金质量(2)热处理和组织状态四微动磨损1现象微动磨损通常发生在一对紧配合的零件，如压配合的轴颈，汽轮机及压气机叶片配合处，销钉或螺栓联接零件等。这些原来是配合紧密的零件，但在载荷和一定的振动频率作用下，较长时间后会产生松动，这种松动只是微米级的相对滑动，而微小的相对滑动导致了接触金属间的粘着，随后是粘着点的剪切，粘着物脱落。在大气环境下这些脱落物被氧化成氧化物磨屑。由于两摩擦表面的紧密配合，磨屑不易排出，这些磨屑起着磨料的作用，加速了微动磨损的过程。微动磨损的主要特征是表面形成凹坑或麻点，并在摩擦表面上伴随着带棕褐色或黑色的斑点，这些是集结的氧化物，常布满在表面的凹坑或麻点中。从以上产生微动磨损的原因分析中可以看出，微动磨损不是一单独的磨损型式，而是粘着磨损、氧化磨损、磨料磨损，甚至还包含着腐蚀作用引起的磨损和交变载荷作用的疲劳磨损。微动磨损是几种磨损型式的复合。主要磨损形式为主，要视具体情况而定。??微动磨损量与材料性质、滑动振幅和施加载荷有关材料性能学第六章金属的磨损与接触疲劳任何机器运转时，相互接触的零件之间都将因相对运动而产生摩擦，而磨损正是由于摩擦产生的结果。由于磨损，将造成表层材料的损耗，零件尺寸发生变化，直接影响了零件的使用寿命。近二三十年国外把摩擦、润滑和磨损，构成了一门独立的边缘学科叫摩擦学。但从材料学科特别是从材料的工程应用来看，人们更重视研究材料的磨损。据不完全统计，世界能源的1／3～1／2消耗于摩擦，而机械零件80％失效原因是磨损。第一节磨损的基本概念和类型一、摩擦及磨损的概念1摩擦两个相互接触的物体或物体与介质之间在外力作用下，发生相对运动，或者具有相对运动的趋势时，在接触表面上所产生的阻碍作用称为摩擦。这种阻碍相对运动的阻力称为摩擦力。摩擦力的方向总是沿着接触面的切线方向，跟物体相对运动方向相反，阻碍物体间的相对运动。摩擦力(F)与施加在摩擦面上的法向压力(P)之比称为摩擦系数，以μ表示μ=F/P。按照两接触面运动方式的不同，可以将摩擦分为：①滑动摩擦：指的是一个物体在另一个物体上滑动时产生的摩擦。②滚动摩擦：指的是物体在力矩作用下，沿接触表面滚动时的摩擦。摩擦的作用：增加材料损耗，提高了工作温度，降低机械效率生产中通常减少摩擦和磨损金属摩擦副的滑动摩擦：干摩擦—最不利边界摩擦—最低要求流体摩擦混合摩擦干摩擦:产生较大的摩擦功耗及严重的磨损，严禁出现。液体摩擦:被油膜(油膜厚度一般在1.5—2μm以上)隔开的摩擦。边界摩擦：两摩擦表面被吸附在表面的边界膜(油膜厚度小于1μm)隔开，使其处于干摩擦与液体摩擦之间的状态。干摩擦摩擦理论：库仑公式新理论：分子—机械理论、能量理论、粘着理论简单粘着理论：2磨损定义：摩擦作用下相对运动的物体表面逐渐分离出磨屑而造成损伤的过程磨损的特征：（1）磨屑形成是材料便面变形和断裂的结果，因此静强度理论和变形规律也可以适用（2）磨损是动态的过程，是材料表面反复变形和断裂的过程（材料的表层经过每次循环后回到初始的状态）（3）常规力学性能试验不能反映磨损的性能（4）磨损过程中出现物理、化学变化（形变硬化和应力分布的改变、摩擦热导致的相变等）二、磨损及磨损的类型按环境和介质可分为：流体磨损；湿磨损；干磨