机电设备诊断与维修技术 第2版资源 张翠凤 主编.ppt

* 第一章 机械零件失效的模式及其机理 第一节 机械零件的磨损 第二节 金属零件的断裂 第三节 金属零件的腐蚀损伤 第四节 机械零件的变形 第一节 机械零件的磨损 通常将磨损分为粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损和微动 磨损五种形式。 一、粘着磨损 2. 粘着磨损的分类 3. 影响粘着磨损的因素 当构成摩擦副的两个摩擦表面相互接触并发生相对的运动时，由于粘着 作用，接触表面的材料从一个表面转移到另一个表面所引起的磨损称为粘着 磨损。粘着磨损又称粘附磨损。 （1）摩擦表面的状态 （2）摩擦表面的材料的成分和金相组织 1. 粘着磨损机理 磨料磨损又称磨粒磨损。它是当摩擦副的接触表面之间存在这硬质 颗粒，或者当摩擦副材料一方的硬度比另一方的硬度大得多时，所产生的 一种类似金属切削过程的磨损，其特征是在接触表面上有明显的切削痕迹。 2. 磨料磨损的分类 磨料磨损的形式可分为三类，如表所示： 1. 磨料磨损的机理 （1）微量切削 （2）疲劳破坏 （3）压痕破坏 （4）断裂 二、磨料磨损 3. 影响磨料磨损的因素 由于磨料模塑主要是由磨料颗粒与摩擦表面的机械作用而引起的，而影 响它的因素也就取决于这两方面。 （1）磨料 磨料磨损与磨料的相对硬度、形状、大小有密切关系。 （2）摩擦表面材料 摩擦表面材料的显微组织，力学性能如硬度、断裂 韧度、弹性模量等，与磨料磨损也有很大的关系。 三、疲劳磨损 疲劳磨损是摩擦表面材料微观体积受循环接触应力作用产生重复变形， 导产生裂纹和分离出微片或颗粒的一种磨损。 1. 疲劳磨损机理 按裂纹产生的位置，疲劳磨损的机理有两种情况： (1)滚动接触疲劳磨损 （2）滚滑接触疲劳磨损 四、腐蚀磨损 在摩擦过程中，金属同时与周围介质发生化学反应或电化学反应引起 金属表面的腐蚀产物剥落，这种现象成为腐蚀磨损。 3. 影响接触疲劳磨损的主要因素： （1）材质 （2）接触表面粗糙度 （3）表面残余内应力 （4）其他因素 2. 疲劳磨损的分类： （1）非扩展性疲劳磨损 （2）扩展性疲劳磨损 1. 氧化磨损 ①摩擦表面要能够发生氧化，而且氧化膜生成速度要大于其磨损破坏速 度； ②氧化膜与摩擦表面的结合强度大于摩擦表面承受的切应力； ③氧化膜厚度大于摩擦表面破坏的深度。 2. 特殊介质下的腐蚀磨损 它是摩擦副金属材料与酸、碱、盐等介质作用生成的各种化合物，在摩 擦过程中不断被除去的磨损过程。 腐蚀介质来源常有以下方面： 2）摩擦金属表面受到工作过程中产生的腐蚀性介质作用。 3）极压齿轮油中由于油极压添加剂。 基于氧化磨损的特点，可以看出发生氧化磨损必须同时具备三个条件： 1）工作介质。 4）润滑油在工作中因氧化而形成机酸。 五、微动磨损 两个接触表面由于受相对低振幅震荡运动而产生的磨损叫做微动磨损。 1. 微动磨损的机理 2. 影响微动磨损的主要因素 微动磨损是一种兼有磨料磨损、粘着磨损和氧化磨损的复合磨损形式。 实践与试验表明，外界条件（载荷、振幅、温度、润滑等）及材质对微 动磨损影响相当大。 第二节 金属零件的断裂 断裂是零件在机械、热、磁、腐蚀等单独作用或者联合作用下，其本身 连续性遭到破坏，发生局部开裂或分裂成几部分的现象。 断裂的分类方法很多，本书介绍其中的延性断裂、脆性断裂、疲劳断裂 和环境断裂四种。 环境断裂主要有 应力腐蚀断裂 氢脆断裂 高温蠕变断裂 腐蚀疲劳断裂及冷脆断裂等 第三节 金属零件的腐蚀损伤 金属零件的腐蚀损伤，是指金属材料与周围介质产生化学或电化学 反应而导致的破坏。金属腐蚀是普遍存在的自然现象。 一、金属零件的化学腐蚀 单纯由化学作用而引起的腐蚀叫化学腐蚀。 金属氧化膜要在含氧气的条件下其保护膜作用必须具有以下条件： ①膜必须是紧密的，能完整的把金属表面全部覆盖住； ②膜在气体介质中是稳定的； ③膜和基体金属的结合力强，且具有一定的强度和塑性； ④膜具有与基体金属相当的热膨胀系数。 电化学腐蚀的根本原因是腐蚀电池的形成。需要形成腐蚀电池的三条是： ①有两个或两个以上的不同电极电位的物体，或在同一物体具有不同电 极电位的区域，以形成正、负极； ②电极之间需要有导体相连接或电极直 接接触； ③要有电解液。 常见的电化学腐蚀形式有： ④在熔融盐中的腐蚀 ①大气腐蚀 ②土壤腐蚀 ③在电解质溶液中的腐蚀 三、减轻腐蚀危害的措施 1. 正确选材 2. 合理设计 3. 覆盖保护层 4. 电化学保护 二、金属零件的电化学腐蚀