材料的磨损失效与预防课程论文.docVIP

XX科技学院课程结业论文

课程名称：失效分析

专业班级：金属材料工程

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材料的磨损失效与预防

摘要：本文从我国材料失效的研究现状、磨损失效的模式、磨损失效的原因和预防四个方面分析了材料的磨损失效。

关键字：材料失效磨损预防

1、前言

作为科技支柱之一的材料技术的发展直接关系到国家经济、科技的发展水平,材料失效问题普遍存在于各类材料中,它直接影响着产品的质量,关系到企业的信誉和生存。材料失效分析的建立是发达国家工业革命的一个重要起点,材料的失效分析和预测预防工作在经济发展中占有十分重要的地位,对于材料失效问题的判断和解决能力,代表了一个国家的科学技术发展水平和管理水平。磨损、腐蚀和断裂是材料失效的3种主要形式,其中由摩擦所导致的磨损失效是包括航空材料在内的机电材料失效的主要原因,约有70%~80%的设备损坏是由于各种形式的磨损而引起的。磨损失效不仅造成大量的材料和部件浪费,而且可能直接导致灾难性后果,如机毁人亡等。本文主要讲解材料磨损失效。

2.我国材料磨损失效的研究进展及分类

(1)耐磨材料的生产品种日趋完善和标准化,生产工艺不断改进目前,高锰钢,低合金钢,抗磨白口铸铁,高、中、低铬合金铸铁,贝氏体、马氏体球铁等耐磨材料都得到了成功的应用。特别是国内研制成功了一些符合国情的耐磨材料及产品。其中,用量较大的磨球等产品已相应制定了建材、冶金、电力部门的专业标准以及国家标准。

(2)研究耐磨材料的规模和数量大大增加，据初步统计,我国研究磨损和耐磨材料的机构和生产企业已有好几百家,耐磨易损件的总产量每年可达几百万吨。其中,有的生产企业年产量已超过四万多吨,产值在2亿元以上。所以,耐磨材料行业已在工业中占有相当的比重。

(3)耐磨材料新技术、新工艺和新产品正在不断开发和应用。近年来,已从国外引进和自制了几条生产线并采用了一些先进的设备,一些传统工艺正在逐步被更换和改变。例如,宁国耐磨材料总厂从日本新东公司引进的VRH法铸钢生产线;马鞍山东友集团与东洋铁球公司合资引进的金属模磨球生产线。这种金属模磨球生产线也已在我国自行研制成功并在江西东乡铜矿得到成功应用。这使耐磨产品的生产效率大大提高,质量更加稳定并为我国的耐磨材料产品走向国外市场打下了基础。

（4）失效分类从技术角度可按失效机制、失效零件类型、引起失效的工艺环节等分类。从质量管理和可靠性工程角度可按产品使用过程分类。早期失效率高的原因是产品中存在不合格的部件；晚期失效率高的原因是产品部件经长期使用

的基础上,应对磨损失效表面和磨屑进行仔细分析,检查磨损失效前后表面形貌和硬度等物理机械性能的变化,根据表面磨损特征和磨屑形状判定磨损失效模式,确定失效是由外界偶然因素(如不期而至的磨粒或杂物、冲击负载、断油等)引起的突发过程还是在设计工况条件下运行后的累计结果。对于后者,还需对磨损次表层进行分析,了解裂纹的形成部位及扩展方向,并由此确定磨损的发生和发展过程。对于有可能发生化学腐蚀磨损的部件,则需要对磨损失效表面和磨屑进行化学分析。如有必要,还应进行零件磨损失效的模拟试验。只有认真获取上述信息,并进一步结合失效零件摩擦学设计的合理性进行综合分析,才能对导致磨损失效的过程本质和主要原因有深入的认识;在此基础上,才有可能为磨损失效的预防提出合理的改进措施。一般而言,除了外界因素、设备管理和润滑剂变质等非设计因素之外,引起机械零部件磨损失效的设计和工艺方面的原因主要有:①摩擦副材料或表面处理(含热处理)工艺选择不当;②零件的摩擦学结构设计(含润滑系统)不合理;③零件的加工或安装精度未达到要求。

对于磨损材料失效的分析和预防对我们国家整个国民建设都有着至关重要的作用。我们应该加大材料失效分析的力度，推进耐磨材料的进一步研究。此外，在失效分析中，化学成分分析是必不可少的。它能为失效分析提供有用的信息。如由于选材错误所造成的失效，只需要用化学成分分析就能得到结果。利用X射线和荧光分析、能谱分析、俄歇分析、电子探针、离子探针、激光探针等方法，对金属的表面或内部的成分进行分析和研究。在进行化学我分分析时，宏观化学成分分析最常用，对于特殊情况，可采用微区化学成分分析。X射线分析技术是失效分析的有效技术之一。粉末照相法能识别基体金属腐蚀产物，耐火材料和矿物中的各种相。用X射线衍射和荧光分析能对化学成分作定性和定量分析，能测定基体和析出的相以及它们间的取向、电化学萃取的第二相粒子