材料的摩擦与磨损性能幻灯片.ppt

§4 提高材料耐磨性的途径 (4)控制摩擦滑动速度和接触压应力，可使粘着磨损大为减轻。 二、减轻磨粒磨损的主要措施 (1) 对于以切削作用为主要机理的磨粒磨损应增加材料硬度，这是提高耐磨性最有效的措施。 如低应力擦伤磨粒磨损：选用含碳量较高，并经热处理获得马氏体组织的材料 （2）对于以塑性变形、塑性变形后疲劳破坏、脆性断裂主要机理的磨粒磨损应增加材料韧性对耐磨性有益。 (3) 根据机件服役条件，合理选择耐磨材料： 重载荷，甚至大冲击载荷下磨损，则基体材料组织最好是高硬度、良好韧性的贝氏体 如农用耕机中刮刀、耙片、犁铧 在高应力冲击载荷下，要选用高锰钢Mn13，利用其高韧性和高的加工硬化能力，可提高耐磨性。 (4) 采用渗碳、碳氮共渗等化学热处理，提高表面硬度，也能有效提高磨粒磨损耐磨性。 §4 提高材料耐磨性的途径 (5) 就合金钢而言，控制和改变碳化物数量、分布、形态对提高抗磨粒磨损能力起着决定性影响。如铬钢，消除基体中初生碳化物，并使其均匀弥散分布，提高钢中碳化物体积分数，均能显著提高材料的耐磨性。 (6)钢中适量残余奥氏体组织能增加基体韧性。给碳化物以支承，受摩擦时还能部分转变为马氏体组织，提高材料硬度，从而提高其抗磨粒磨损能力。 (7) 经常注意机件防尘和清洗 三、腐蚀磨损 　　磨损过程中，摩擦副间或者摩擦副表面与环境介质发生化学或者电化学反应形成腐蚀产物形成腐蚀产物及 　其脱落所引起的腐蚀。 　　　腐蚀磨损＋机械磨损＝腐蚀机械磨损 　㈠氧化磨损 　 1. 过程：机件表面有氧的吸附层，摩擦副做相对运动时，由于表面凸凹不平，局部压应力很大，产生塑性变形加速氧向内部扩散，形成氧化膜强度低，摩擦时剥落新鲜表面再氧化、再磨掉。 　 2. 特征： ①磨损速率最小， 　　　　　属正常磨损 ②摩擦面上沿滑动方向呈匀细磨痕，产物为红褐色Fe2O3或者灰黑色Fe3O4 3. 影响因素： 表层塑性变形抗力；氧气于金属中扩散速率；膜性质、厚度与基体结合程度；摩擦时接触压力，滑动速度，温度等等 ㈡微动磨损 1. 现象：在机器的嵌和部几紧配合处，由于外部载变动或者振动产生微小的滑动，这种由于接触面间产生小振幅的相对振动或相对往复运动而导致的磨损。 2. 特点：接触区存在大量红褐色Fe2O3粉末。 第八章　金属磨损和接触疲劳 第八章 金属磨损和接触疲劳 机器运转时机件间因相对运动产生的摩擦而磨损。 磨损是降低机器和工具效率、精确度甚至报废的原因，也是造成金属材料损耗和能源消耗的重要原因。 摩擦磨损消耗能源的三分之一到二分之一，大约80%的机件失效是磨损引起的。 因此，研究磨损规律，提高机件的耐磨性，对节约能源、减少材料消耗、延长机件寿命具有重要意义。 　磨损概念 　磨损过程 　耐磨性及试验方法 　提高耐磨性的措施 第七章 金属磨损和接触疲劳 §1 磨损的基本概念 一、摩擦 两个相互接触的物体在外力作用下发生相对运动或具有相对运动趋势，接触面上具有阻止相对运动或相对运动趋势的作用，这种现象称为摩擦 摩擦力同接触法向压力及摩擦系数成正比。 F＝μ·p 二、磨损 机件表面相接触并作相对运动时，由于摩擦使摩擦表面逐渐有微小颗粒分离出来形成磨屑，使表面材料逐渐损失，导致机件尺寸变化和质量损失，造成表面损伤的现象。 1.定义 2.磨屑形成 磨屑的形成是材料发生变形和断裂的结果。 静强度的基本理论也基本适用于磨损过程分析。 §1 磨损的基本概念 磨损是发生在材料表面的局部变形与断裂，这种变形与断裂是反复进行的，具有动态特征。一旦磨屑形成，该过程就转入下一循环。 在磨损过程中材料还将发生一系列物理、化学状态的变化。如因表面材料的塑性变形引起的形变硬化及应力分布的改变；因摩擦热引起的二次相变淬火、回火及回复再结晶等。 因外部介质产生的吸附和腐蚀作用等都将影响材料的耐磨性能。 3.磨损曲线 4.磨损的基本类型 根据摩擦面损伤和破坏的形式 粘着磨损 磨料磨损 腐蚀磨损 疲劳磨损（接触疲劳） §1 磨损的基本概念 磨损类型在不同的条件下，可以发生转化 第七章 金属磨损和接触疲劳 §2 磨损过程 一、粘着磨损 (Adhesive Wear) 1.定义 粘着磨损是接触表面相互运动时，因固相焊合作用使材料从一个表面脱落或转移到另一表面而形成的磨损，又称咬合磨损。 2.产生的条件 滑动摩擦，相对滑动速度较小（钢小于1m/s） 缺乏润滑油 摩擦表面无氧化膜 单位法向载荷很大：接触应力超过实际接触点处的屈服强度 3.粘着磨损过程及机理 表面局部凸起 载荷很小时，接触面局部应力很大，接触点发生塑性变形 若表面洁净，原子彼此接触很近，产生粘着（冷焊） §2 磨损过程 相对运动产生剪切力，导致粘着点断裂，发生材料转移或磨屑　　 粘着、剪 切、再