7 摩擦与磨损.ppt

* 加工硬化对耐磨性的影响 * 加工硬化后硬度与磨损因子关系 * 7.2.3 腐蚀磨损 摩擦面和周围介质发生化学或电化学反应，产物剥离而造成的磨损。 发生了两个过程：腐蚀和磨损，常见的是氧化磨损。 氧化磨损，速率小。致密非脆性氧化膜可提高耐磨性。（有色金属氧化处理） 电化学腐蚀磨损，材料表面与导电性电解质溶液作用，速率大，产物为酸、碱、盐的化合物。 Ni、Cr、Ti钝化膜：结合力强、致密--耐腐蚀， W、Mo：高温保护膜--抗高温腐蚀磨损 * 7.2.4 微动磨损 接触面小幅度相对切向运动引起。 非单独的磨损型式：粘着+氧化+磨粒+疲劳，复合磨损 配合紧密零件在载荷和一定振动频率下，较长时间后松动。 松动引起滑动，出现塑性变形，导致粘着，剪切后粘着物脱落，形成凹坑或麻点。 大气环境下，脱落物被氧化成氧化物磨屑。 脱落颗粒在随后相对位移过程起着磨料作用，加速微动磨损。 接触区产生疲劳，出现微动损伤区 。 引起应力集中，疲劳强度降低。 * 微动磨损的发生 微动磨损 * LY12C2合金微动磨损区形貌 * 微动磨损对疲劳强度的影响 钢（0.25C-0.25Cr-0.25Ni-1.0Mn） LC4CS * 7.2.5 接触疲劳 齿轮、滚动轴承，车轮和铁轨，凿岩机活塞和钎尾的打击端部等。 接触压应力长期反复作用，表面疲劳剥落破坏。 有许多针状或痘状的凹坑，称为麻点，也叫点蚀或麻点磨损。 麻点磨损 * 接触疲劳的类型 麻点剥落：表面产生裂纹，因油楔作用而引起浅层剥落。 浅层剥落：本质上也是一种麻点剥落，只是疲劳裂纹萌生于次表面层而已。 硬化层剥落：仅发生在经表层处理过的零件上，过渡层强度不足造成。 * 影响接触疲劳的因素 1．内部因素 (1)非金属夹杂物 :脆性夹杂物对接触疲劳寿命危害最大 ;硫化物夹杂可与基体一起塑性变形，还可能将氧化物夹杂包住形成共生夹杂物，降低了氧化物的有害作用 . (2)热处理组织状态 2．外部因素 (1)表面光洁度及接触精度 (2)硬度匹配 * 7.3 磨损试验方法 1. 磨损试验方法 零件磨损试验：以实际零件在机器实际工作条件下进行试验。试验具有真实性和可靠性，但其试验结果是结构，材料、工艺等多种因素的综合表现，不易进行单因素的考察 。 试样磨损试验：将欲试验的材料加工成试样，在规定的试验条件下进行试验，它一般多用于研究性试验，可以通过调整试验条件，对磨损某一因素进行研究，以探讨磨损机制及其影响规律。 7.3 磨损试验方法 * MM-2P屏显式磨损试验机 * 7.3 磨损试验方法 3. 磨损量的测量 称重法：根据试样在试验前后的重量变化，用精密分析天平称量，来确定磨损量。它适用于形状规则和尺小的试样和在摩擦过程中不发生较大塑性变形的材料。 尺寸法：根据表面法向尺寸在试验前后的变化来确定磨损量。为了便于测量，在摩擦表面上选一测量基准，借助长度测量仪器及工具显微镜等来度量摩擦表面的尺寸。 提高耐磨性途径 表面热处理 改善材料组织和性能 润滑条件 膜基结合力 光洁度 * 7 摩擦与磨损 东南大学材料学院 张友法 * 摩擦、磨损无处不在 磨损的轴 高速列车制动闸片 摩擦：相对运动物体表面间相互阻碍作用； 磨损：摩擦造成的能量损失和物体表面材料的损失或转移； * * 7 金属的磨损与接触疲劳 世界使用能源约1/3?1/2消耗于摩擦。减少无用摩擦消耗，可大量节省能源。 易损零件，磨损超过限度，报废和更换。 控制和减少磨损，提高耐磨性，既减少设备维修次数和费用，又节省制造零件及其所需材料费用。 * 7 金属的摩擦与磨损 7.1 摩擦及磨损的概念 7.2 磨损机制及影响因素 7.3 磨损试验方法 * 7.1.1 摩擦 1. 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。 2. 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。 3. 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，即μ=F/p 。 * 7.1.1 摩擦 4. 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。 实际上，发生滚动摩擦的零件或多或少地都带有滑动摩擦，呈现出滚动滑动的复合式摩擦。 ４种滑动摩擦状态 干摩擦：表面无任何润滑剂或保护膜的纯接触摩擦。 不允许出现干摩擦！ →功耗↑ 磨损↑ 温度↑ →局部烧毁 * 7.1.2 磨损