7磨损与腐蚀失效解读.ppt

* 2 1、磨损 （1）磨损的概念 :当相互接触的零件表面有相对运动时，表面的材料粒子由于机械的、物理的、化学的作用而脱离母体，使零件的形状、尺寸或重量发生变化的过程。 （2）磨损程度的度量：长度磨损量WL、体积磨损量WV、重量磨损量WW、磨损率、磨损速度等。 （3）耐磨性：在一定工作条件下材料抵抗磨损的能力。 绝对耐磨性：用磨损量或磨损率的倒数来表示。 相对耐磨性：两种材料磨损量的比值。 7.1 磨损失效分析 7.1.1 磨损及磨损失效 2 2、磨损失效 机械零件因磨损导致尺寸减小和表面状态改变并最终丧失其功能的现象称为磨损失效。磨损失效是个逐步发展、渐变的过程，有时磨损会造成断裂失效，在腐蚀介质中，磨损也会加速腐蚀过程。 7.1 磨损失效分析 7.1.1 磨损及磨损失效 2 7.1 磨损失效分析 7.1.2 磨损失效分析 磨损失效分析可以概括为： 用宏观及微观分析方法对磨损失效零件的表面、剖面及回收到的磨屑进行分析，同时考虑工况条件的各种参数对零件使用过程造成的影响，再考虑零件的设计、加工、装配、工艺和材质等原始资料，综合分析磨损发生发展的过程，判断早期失效的原因，或耐磨性差的原因。从而使选材、加工工艺和结构设计更趋合理，以达到提高零件使用寿命及设备稳定可靠的目的。 2 7.1 磨损失效分析 1、磨损失效分析的步骤 （1）现场调查及宏观分析：详细了解零件的服役条件和使用工况，了解零件的设计依据、选材依据及制造工艺。确定分析部位并提取分析样品，包括摩擦副、磨屑、润滑剂及沉积物等。记录表面划伤、沟槽、结疤、蚀坑、剥落、锈蚀及裂纹等形貌特征，初步判断磨损失效的模式。 （2）测量磨损失效情况 ：确定磨损表面的磨损曲线，查明磨损变化规律、最大磨损量及其所处部位。确定磨损速率，分析磨损情况是否正常，是否属于允许的范围。 2 7.1 磨损失效分析 1、磨损失效分析的步骤 （3）检查润滑情况及润滑剂的质量：检查润滑剂的类型，使用效果，是否变质等；检查润滑方式是否合理，过滤装置是否有效。 （4）摩擦副材质的检查：力学性能、化学成分、钢种气体、夹杂物含量等；注意摩擦副工作前后的变化情况，表层及附近金属有无裂纹、异物嵌入、二次裂纹、塑性变形及剥落等情况。 （5）进行必要的模拟试验 ，并分析磨损表面、亚表面及磨屑的组织结构、形貌特征。 （6）确定磨损机制，分折失效原因，提出改进措施 。 2 7.1 磨损失效分析 2、磨损失效分析的内容 （1）磨损表面形貌分析 宏观分析：放大镜观察，实物显微镜观察 微观分析：扫描电子显微镜 （2）磨损亚表层分析 a 冷加工变形硬化，且硬化程度比常规的冷作硬化要强烈的多； b 由于摩擦热、变形热等的影响，亚表层可观察到金属组织的回火、回复再结晶、相变、非晶态层等； c 可以观察到裂纹的形成部位，裂纹的增殖及扩展情况及磨损碎片的产生和剥落过程，为磨损理论研究提供重要的实验依据。 （3）磨屑分析 2 7.1 磨损失效分析 3、磨损失效模式的判断 （1）粘着磨损的特征及判断 局部应力很高，产生严重塑性变形并产生牢固的粘合或焊合。强度较低的金属亚表层发生剪切撕脱，造成软金属粘着在相对较硬的金属表面，形成细长条状，不均匀，不连续的条痕；而在较软金属表面则形成凹坑或凹槽；粘合处强度进一步增加，使剪切断裂面深入到金属内表面，在较软金属表面形成梨沟。 粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损、冲蚀磨损、微动磨损 2 7.1 磨损失效分析 3、磨损失效模式的判断 （2）磨料磨损的特征及判断 表面存在与滑动方向或硬质点运动方向相一致的沟槽或划痕。在磨料硬而尖锐的条件下，如果材料塑性较好，磨损表面的沟槽清晰、规则、沟边产生毛刺；如果韧性较差，沟槽比较光滑。如果磨料不够尖锐而材料韧性较好，磨料不能有效切削金属，只能将金属推挤向磨料运动方向的两侧或前方，使表面形成沟槽，沟槽前方材料隆起，变形严重。材料的韧性很差或者材料的硬质点与基体的结合力较弱，会出现脆性相断裂或硬质点脱落，在材料表面形成坑或孔洞。 2 7.1 磨损失效分析 3、磨损失效模式的判断 （3）疲劳磨损的特征及判断 表面金属小片状脱落，在金属表面形成一个个麻坑，在麻坑的前沿或者根部，有表面疲劳裂纹或者二次裂纹。 （4）腐蚀磨损特征及判断 腐蚀加速磨损，磨损促进腐蚀。在钢材表面会生成一层红褐色氧化物或黑色氧化物。 2 7.1 磨损失效分析 3、磨损失效模式的判断 （5）冲蚀磨损特征及判断 兼有磨料磨损、腐蚀磨损、疲劳磨损等多种磨损形势及脆性剥落的形貌特征。磨损表面宏观粗糙，有时粒子会冲击出许多小坑。 （6）微动