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第三章 金属表面磨损与腐蚀 主讲人：陈辉 材料在服役过程中，主要失效的形式为： 磨损 (Wear) 、腐蚀 (Corrosion)、 疲劳(Fatigue)、断裂 (Fracture) 。 西南交通大学焊接研究所 主要内容 1 金属的摩擦与磨损 2 金属的腐蚀 西南交通大学焊接研究所 3.1 金属的磨擦与磨损 1. 基本概念及理论 摩擦——相互接触的物体相对运动时产生的阻力。 磨损——相互接触的物体相对运动时产生的物体 损失或残余变形的现象。因果关系 西南交通大学焊接研究所 3.1 金属的磨擦与磨损 早期的摩擦学理论-摩擦三定律 1699年，Amontons 的研究结果被公认为是固体摩擦的 两条基本定律： （1）摩擦力与接触面的表观面积无关 （2 ）摩擦力与两接触体的法向载荷成正比，即F=μN，μ是 摩擦系数，认为是材料的常数。 1785年Coulomb又提出一条定律，称为第三定律： （3 ）界面滑动摩擦力与滑动速度无关。 西南交通大学焊接研究所 3.1 金属的磨擦与磨损 2.摩擦的分类  （1）纯净摩擦：摩擦表面没有任何吸附膜或化合物的摩擦，如在真空 中的摩擦。  （2 ）干摩擦：就是无润滑摩擦。摩擦系数和磨损率都是最高的。  （3 ）边界润滑摩擦：对偶件的表面被一薄层油膜隔开，可使摩擦力减 小2-10倍，并使表面磨损减少。但是在载荷大的情况下，油膜就会被偶 件上的微凸体穿破，摩擦系数通常在0.1左右。  （4 ）流体润滑摩擦：对摩表面完全被油膜隔开，靠油膜的压力平衡外 载荷，具有最小的摩擦系数。这时的摩擦阻力取决于润滑油的内摩擦系 数（粘度）。因此，从节能、延长使用寿命和减少磨损的角度看，都是 最理想的摩擦条件。摩擦系数通常在0.001-0.01左右。  （5 ）固体润滑摩擦：相对运动的两物体表面间有固体润滑存在时的摩 擦。 西南交通大学焊接研究所 3.1 金属的磨擦与磨损 3.磨损的过程 机械零件的正常磨损过程可分为 三个阶段： （1） “跑合”阶段 （0a段）：粗糙 表面逐渐磨平，接触面积逐渐增大， 磨损速度开始很快，然后逐渐减慢。 西南交通大学焊接研究所 3.磨损的过程 （2 ） “稳定”磨损阶段 （ab段）： “跑合”后摩擦表面加工硬化， 微观几何形状改变，磨损开始趋 于稳定，磨损量与时间成正比。 （3 ） “急剧”磨损阶段 （b 点以 后）：由于摩擦条件发生较大的 变化，磨损速度急剧增加。 西南交通大学焊接研究所 3.1 金属的磨擦与磨损 4.磨损的分类 磨损分类 磨损过程特点 材料要求具备的性质 一个凸起硬面和另一个表面接触，或者在两个摩擦面之 有比磨粒更硬的表面,较高的加