汽車零部件損傷汽車零部件損傷1一、固體表面性質(zhì)及接觸面積⒉金屬表面的物質(zhì)⑴汅染膜:包括油污和灰塵等；⑵吸附膜:是來自大氣中和液體和氣體分子的吸附層；⑶氧化膜:是金屬表面被氧化而成的；⑷加工變形層:機械加形成的擠壓變形層。一、固體表面性質(zhì)及接觸面積⒉金屬表面的物質(zhì)2一、固體表面性質(zhì)及接觸面積

3.表面接觸面積⑴名義接觸面積An----是由接觸表面的宏觀界面的邊界確定的面積，即An=a×b⑵輪廓接觸面積Ap----是物體觸表面被壓皺部分所形成的面積，大小與所受載荷有關(guān)。⑶實際接觸面積Ar----是在輪廓接觸面積內(nèi)，各真實接觸部分微小面積。

Ap/An＝5％～10％

Ar/An＝0.01％～1％對于一般材料，呈彈性接觸時Ar與載荷的2/3次方成正比；呈塑性接觸時Ar與載荷的1次方成正比。一、固體表面性質(zhì)及接觸面積

3.表面接觸面積3二、磨擦的定義和分類

磨擦的定義----兩個相互接觸的物體在外力作用下發(fā)生相對運動或具有相對運動趨勢時，在接觸面之間產(chǎn)生切向運動阻力，這個阻力叫磨擦阻力，而這種現(xiàn)象稱為磨擦。磨擦分類：分類依據(jù)內(nèi)容磨擦副運動狀態(tài)靜磨擦、動磨擦磨擦副運動形式滑動磨擦、滾動磨擦磨擦副表面潤滑情況干磨擦、邊界磨擦、液體磨擦、混合磨擦二、磨擦的定義和分類磨擦的定義----兩個4摩擦分類分類依據(jù)內(nèi)容舉例摩擦副運動形式滑動摩擦活塞、活塞環(huán)在氣缸孔的往復運動；凸輪軸凸輪與氣門挺桿表面的運動滾動摩擦滾珠軸承、滾柱軸承與內(nèi)、外圈滾道表面間的摩擦復合摩擦凸輪軸凸輪與氣門挺桿表面間、齒輪傳動機構(gòu)輪齒表面所發(fā)生的摩擦摩擦副表面潤滑狀況干（固體）摩擦汽車離合器、制動器流體摩擦桶面活塞環(huán)與氣缸壁、軸頸與軸瓦邊界摩擦發(fā)動機活塞環(huán)與缸套上部、配汽機構(gòu)凸輪與挺桿、齒輪傳動副的齒面摩擦分類分類依據(jù)內(nèi)容舉例摩擦副運51.干磨擦----是指物體純凈表面直接接觸時的磨擦。通常所說的干磨擦是指無潤滑條件下，兩物體表面之間可能存在著自然污染膜時的磨擦。古典磨擦定律：μ＝F/WF＝μW式中：F----滑動磨擦力；

μ----磨擦系數(shù)；

W----法向載荷；

古典磨擦定律：⑴磨擦力與法向載荷成正比；⑵磨擦力與磨擦面積大小無關(guān)；⑶磨擦力與滑動速度大小無關(guān)；⑷靜磨擦系數(shù)大于動磨擦系數(shù)。對于表面超凈、粗糙度很小、接觸面較大的磨擦表面會產(chǎn)生很大的分子吸引力磨擦力將于面積成正比。1.干磨擦----是指物體純凈表面直接接觸時的磨擦。6干摩擦理論（包括以下幾點）名稱主要內(nèi)容⒈機械理論（簡單粘著理論）兩固體表面接觸時，由于表面凹凸不平，相互嚙合，產(chǎn)生了阻礙兩固體接觸面相對運動的阻力。（適用于固體粗糙表面）⒉分子吸附理論對于表面超凈、粗糙度很小、接觸面積大的磨擦表面會產(chǎn)生很大的分子吸引力。此種狀態(tài)磨擦力與面積成正比。⒊粘著理論微觀接觸點上壓力超過材料的屈服極限,零件滑移時接觸點產(chǎn)生瞬時高溫,出現(xiàn)微觀焊合粘著,摩擦力主要取決于剪斷金屬粘著和冷焊點所需的剪切力。⒋分子－機械理論發(fā)生在接觸點處分子吸附和機械嚙合作用所構(gòu)成的磨擦阻力。與材料的表面粗糙度、載荷大小、材料種類等因素有關(guān)。干摩擦理論（包括以下幾點）名稱主要內(nèi)容⒈機械理論（簡單粘著理7由于活塞環(huán)表面加工的緣故使活塞在運動中活塞環(huán)與氣缸壁運動表面間都存在楔形間隙；氫可能來自材料本身或是環(huán)境介質(zhì)，如潤滑油和水中等。緊配合接觸面間相對滑動距離大，微動磨損就大。⑵磨擦條件不變時磨損量與試件所受的單位壓力成正比；軸頸與軸瓦間楔形潤滑油膜建立過程裂紋平行于表面，擴展后再垂直向表面發(fā)展而出現(xiàn)表層大塊狀剝落。由于由于潤滑油是不可壓縮的，油楔形狀和體積不發(fā)生變化，而單位時間內(nèi)流過每一斷面的流量相等，則內(nèi)必然產(chǎn)生壓力梯度，其壓力梯度將使入口處壓力梯度內(nèi)凹，以限止流入量，使出口處的梯度外凸，以增加流出量。磨損----物體表面相互接觸并做相對運動時,材料從表面逐漸損失,以致使表面發(fā)生尺寸和表面形狀變化的現(xiàn)象.微動磨損(定義)：----兩接觸表面間沒有宏觀相對運動，但在外界變動負荷影響下，有小振幅的相對振動（一般小于100μm），此時接觸表面間產(chǎn)生大量的微小氧化物磨損粉末，因此造成的磨損稱為微動磨損。⑵在材料選擇上應選用熱穩(wěn)定性高的合金鋼并進行正確的熱處理，或采用熱穩(wěn)定性高的硬質(zhì)合金堆焊。潤滑油膜能起到減磨和保護作用，減緩氧化膜生成的速度。4·汽蝕（穴蝕或空蝕）19㎜時,其扭矩的不均勻性將達69N.引起粘著磨損的根本原因是摩擦區(qū)形成的熱吸附膜----是在邊界摩擦狀態(tài)中，潤滑劑中的極性分子吸附在摩擦副表面上所形成的邊界膜，可分為和化學反應膜(物理吸附膜)。而流體動壓潤滑又大于流體靜壓潤滑。對于一般材料，呈彈性接觸時Ar與載荷的2/3次方成正比；氣缸體曲軸軸承承孔軸線同軸度誤差過大，迫使曲軸主軸頸中心線在發(fā)動機工作時產(chǎn)生與轉(zhuǎn)速相應的周期性撓曲，造成軸頸和軸瓦磨損加劇，在曲軸上產(chǎn)生附加動載加速疲勞失效的發(fā)生和發(fā)展。----汽泡在潰滅的瞬時沖擊力（幾千甚至一萬個大氣壓）的速度可達250m/s。作為環(huán)境條件，采用緩和沖擊作用的方法和電防蝕法等效果較好。2.流體摩擦（流體潤滑）流體摩擦----是指兩個固體摩擦表面被連續(xù)的潤滑油完全隔開的摩擦,摩擦產(chǎn)生于油分子之間；①流體動壓潤滑。利用磨擦表面的相對運動，把潤滑油帶到磨擦表面之間，在摩擦副楔形表面之間產(chǎn)生一層有一定厚度和壓力的油膜，外載荷由潤滑油的壓力來平衡，磨擦表面完全被潤滑油膜隔開，而不直接接觸，這種狀況稱為～。流體摩擦建立條件：一是兩磨擦表面之間的間隙由大到小，以便形成油楔；二是兩磨擦表面之間有一定的相對運動會；三是有充足的潤滑油。特點：摩擦系數(shù)很小通常為0.001~0.008。

由于活塞環(huán)表面加工的緣故使活塞在運動中活塞環(huán)與氣缸壁運動表面8軸頸與軸瓦間楔形潤滑油膜建立過程建立流體摩擦條件：一是兩磨擦表面之間的間隙由大到小，以便形成油楔；二是兩磨擦表面之間有一定的相對運動會；三是有充足的潤滑油。軸頸與軸瓦間楔形潤滑油膜建立過程建立流體摩擦條件：一是兩磨擦9壓力油膜的產(chǎn)生及其速度分布

潤滑油在流動時，由于本身分子之間的內(nèi)聚力及與固體表面之間的附著力，使各流層之間存在速度梯度，流動時必然產(chǎn)生內(nèi)摩擦力。由于由于潤滑油是不可壓縮的，油楔形狀和體積不發(fā)生變化，而單位時間內(nèi)流過每一斷面的流量相等，則內(nèi)必然產(chǎn)生壓力梯度，其壓力梯度將使入口處壓力梯度內(nèi)凹，以限止流入量，使出口處的梯度外凸，以增加流出量。作用在平板上的油膜壓力的合力等于平板上所承受的載荷，這樣就開成了液體壓潤滑。壓力油膜的產(chǎn)生及其速度分布潤滑油在流動10②彈性液體動壓潤滑流體動壓潤滑適用于低磨擦副機構(gòu)，而對于點、線接觸的高磨擦副機構(gòu)就不適用了。原因是高磨擦副的接觸比壓比低磨擦副比壓高1000倍。若是輕載時仍可用流體動壓潤滑原理進行計算。而重載情況分兩種。a.由于接觸應力大（齒廓表面接觸應力可達70MPa，凸輪與挺桿之間的接觸應力可達689MPa），接觸處產(chǎn)生很大的彈性變形和塑性變形而變平、變大有利于油楔的形成。b.在很高的壓應力下潤滑油的黏度增大。當壓力在689MPa時，油的黏度可提高1000倍。黏度提高有利于形成油膜。②彈性液體動壓潤滑流體動壓潤滑適用于低磨擦副機構(gòu)，而對于點、11桶面環(huán)與氣缸壁間的楔形間隙與油膜

由于活塞環(huán)表面加工的緣故使活塞在運動中活塞環(huán)與氣缸壁運動表面間都存在楔形間隙；在發(fā)動機磨合過程中，矩形斷面活塞環(huán)演變成類似桶面環(huán)的形狀。桶面環(huán)與氣缸壁間的楔形間隙與油膜由于活塞環(huán)表面加工的12

3.邊界摩擦（邊界潤滑）----是指相對運動表面間被極薄的一層（通常只有幾個分子直徑厚）具有特殊性質(zhì)的潤滑膜所隔開的摩擦。

這時，潤滑膜不遵從流體動力學定律，且兩表面之間的摩擦不是取決于潤滑劑的粘度，而是取決于兩表面和潤滑劑的特性。

邊界摩擦中，存在于相對運動表面間的極薄的且具有特殊性質(zhì)的油膜，稱為邊界膜。

依膜的結(jié)構(gòu)形式不同可將其分為，吸附膜和反應膜；

3.邊界摩擦（邊界潤滑）----是指相對運動表面間被極13邊界潤滑膜吸附膜----是在邊界摩擦狀態(tài)中，潤滑劑中的極性分子吸附在摩擦副表面上所形成的邊界膜，可分為和化學反應膜(物理吸附膜)。反應膜----對于含硫、磷、氯等元素添加劑的潤滑油而言，由于它能與摩擦副表面產(chǎn)生化學反應而生成邊界膜，所以稱為化學反應膜。邊界潤滑膜吸附膜----是在邊界摩擦狀態(tài)中，潤滑劑中的極性分14邊界潤滑膜的形成脂肪酸是一種長鏈型的極性化合物。它的一端有能牢固吸附在金屬表面上的極性團COOH，可以在金屬上形成一層致密的按一定方向排列的、通常由3~4層分子構(gòu)成的邊界吸附膜。由于長長的鏈式分子本體排列緊密，且鏈與鏈之間具有內(nèi)聚力，因而使邊界膜具有一定的承載能力。邊界潤滑膜的形成脂肪酸是一種長鏈型的極性化合物。它的一端有能15單分子層吸附膜的潤滑作用模型在邊界摩擦情況下，當摩擦副表面相對運動時，由于兩表面上各自的吸附膜象兩把毛刷相互滑動，從而避免了金屬摩擦副表面直接接觸，降低了摩擦系數(shù)。起到了潤滑作用。單分子層吸附膜的潤滑作用模型在邊界摩擦情況下，當摩擦副表面相16

當邊界膜是反應膜時，由于摩擦主要發(fā)生在此熔點低、剪切強度低的反應膜內(nèi)，從而有效的防止了金屬摩擦副表面直接接觸，也能使摩擦系數(shù)降低。當邊界膜是反應膜時，由于摩擦主要發(fā)生在此熔點低17邊界摩擦特性邊界摩擦的摩擦系數(shù)不取決于潤滑劑的粘度，而是取決于兩表面和潤滑劑的特性，一般在0.03~0.05之間，且通常與載荷和相對滑動速度無關(guān)。邊界摩擦特性邊界摩擦的摩擦系數(shù)不取決于潤滑劑的粘度，而是取決18基礎件：既保證本組合件或總成中的所有組成部分（零件）均能處于規(guī)定位置的零件；第一節(jié)汽車零部件失效的概念及分類吸附膜----是在邊界摩擦狀態(tài)中，潤滑劑中的極性分子吸附在摩擦副表面上所形成的邊界膜，可分為和化學反應膜(物理吸附膜)。金屬在干燥空氣中的氧化以及金屬在不導電介質(zhì)中的腐蝕等均屬于化學腐蝕；4為原始氧化磨損)時表層原始氧化層被磨去露出新生晶體，給抓粘創(chuàng)造了條件，從底部撕去微屑，所以磨損極大。當摩擦表面溫度升高到一定程度時，輕者破壞油膜，重者使材料處于回火狀態(tài)，從而降低了強度，甚至使材料局部區(qū)域溫度升高至熔化狀態(tài)，將促使粘著磨損產(chǎn)生?？傊チ夏p機理是屬于磨料的機械作用，這種機械作用在很大程度上與磨料的性質(zhì)、形狀及尺寸大小、固定的程度及載荷作用下磨料與被磨表面的機械性能有關(guān)。同種材料硬度越高其粘著極限值越低。汽車零件一般多為低應力高周疲勞斷裂。潤滑油膜能起到減磨和保護作用，減緩氧化膜生成的速度。HB----軟材料料的布氏硬度；溫度：隨著工作溫度的升高，材料的強度也會下降，因此在較高溫度下工作的零件易產(chǎn)生變形離合器片的翹曲變形、制動鼓、排氣歧管的變形等。擴展速度慢，如沒有應力集中，直接進入第二階段。W----法向載荷；對于塑性好的材料，隨著表面壓應力的循環(huán)，使表面產(chǎn)生冷作硬化微粒脫落結(jié)束；曲軸彎曲、扭曲，基礎件（汽缸體、變速器殼、驅(qū)動橋殼）變形它的一端有能牢固吸附在金屬表面上的極性團COOH，可以在金屬上形成一層致密的按一定方向排列的、通常由3~4層分子構(gòu)成的邊界吸附膜。①以微量切削為主的假說。熱點溫度在250℃以下為氧化磨損，磨損量很小；溫度：隨著工作溫度的升高，材料的強度也會下降，因此在較高溫度下工作的零件易產(chǎn)生變形離合器片的翹曲變形、制動鼓、排氣歧管的變形等。破壞裝配位置，改變裝配精度；邊界摩擦特性無論是吸附膜還是反應膜，都有一定的臨界溫度，若工作溫度過高，將使邊界膜破壞，出現(xiàn)固體摩擦?！皞渥ⅰ被A件：既保證本組合件或總成中的所有組成部分（零件）均能處于194.混合摩擦在實際工作中零件的摩擦是在混合磨擦狀態(tài)中工作的，混合摩擦包括固體摩擦、流體摩擦和邊界摩擦這三種,或其中兩種摩擦。半固體摩擦半流體摩擦長時間停車后重新啟動的汽車發(fā)動機氣缸壁與活塞環(huán)，在開始啟動的最初時刻（尤其是氣缸上部）出現(xiàn)混合磨擦。4.混合摩擦在實際工作中零件的摩擦是在混合磨擦狀態(tài)中工作的，20

斯特里貝克曲線研究表明對摩擦特性影響最大的因素是液體潤滑油的粘度、摩擦副相對運動速度和摩擦副載荷三參數(shù)的綜合作用。

斯特里貝克曲線研究表明對摩擦特性影響最大的因素是液體潤滑油21第二章汽車零部件的損傷及其分析重點：1.汽車零件失效的基本原因；2.汽車摩擦學理論；3.磨損的分類與失效；4.汽車零件疲勞；5.汽車零件的變形；6.汽車零件的腐蝕；第二章汽車零部件的損傷及其分析重點：22第二章汽車零部件的損傷及其分析難點：1.汽車摩擦學-混合摩擦；2.粘著磨損；微動磨損；3.腐蝕磨損；4.提高汽車零件抗疲勞斷裂的方法；5.基礎件的變形；第二章汽車零部件的損傷及其分析難點：23第二章汽車零部件的失效模式及其分析

汽車零部件失效分析，是研究汽車零部件喪失其功能的原因、特征和規(guī)律；目的在于：分析原因，找出責任，提出改進和預防措施，提高汽車可靠性和使用壽命。第二章汽車零部件的失效模式及其分析24第一節(jié)汽車零部件失效的概念及分類一、失效的概念；二、失效的基本類型；三、零件失效的基本原因；第一節(jié)汽車零部件失效的概念及分類一、失效的概念；25一、失效的概念

汽車零部件失去原設計所規(guī)定的功能稱為失效。

失效不僅是指完全喪失原定功能，而且還包含功能降低和有嚴重損傷或隱患、繼續(xù)使用會失去可靠性和安全性的零部件。一、失效的概念

汽車零部件失去原設計所規(guī)定的26二、失效的基本形式

按失效模式和失效機理對失效進行分類是研究失效的重要內(nèi)容。

汽車零部件按失效模式分類可分為磨損、疲勞斷裂、變形、腐蝕及老化等五類；

一個零件可能同時存在幾種失效模式或失效機理。二、失效的基本形式

按失效模式和失效機理對失27第二節(jié)零件的磨損磨損----物體表面相互接觸并做相對運動時,材料從表面逐漸損失,以致使表面發(fā)生尺寸和表面形狀變化的現(xiàn)象.第二節(jié)零件的磨損磨損----物體表面相互接觸并做相對運28疲勞斷裂失效的分類溫度從135℃升高到400℃時，其磨損量增加15倍。另外提高金屬材料的純凈度，減少夾雜物尺度以及提高零件表面完整性設計水平，盡量避免應力集中的現(xiàn)象等，都是抑制或推遲疲勞裂紋產(chǎn)生的有效途徑。KK′----磨擦系數(shù)，與黏著產(chǎn)生的概率、材料有關(guān)；一、定義：零件在交變應力作用下，經(jīng)過較長時間工作而發(fā)生的斷裂現(xiàn)象稱為疲勞斷裂。在大氣中振幅很?。?.如齒輪副的輪齒表面、滾動軸承的滾珠和滾道以及凸輪副等；活塞、活塞環(huán)在氣缸孔的往復運動；⑷加工變形層:機械加形成的擠壓變形層。摩擦熱產(chǎn)生使接觸點處熔化和熔合（熱磨損）；據(jù)統(tǒng)計有75%的汽車零件由于磨損而報廢。一、固體表面性質(zhì)及接觸面積表層經(jīng)過硬化處理的零件（滲碳、淬火等），其接觸疲勞裂紋往往出現(xiàn)在硬化層與芯部過渡區(qū)。五、腐蝕失效及其機理P37氣缸（內(nèi)）壁溫度與腐蝕強度關(guān)系在很高的壓應力下潤滑油的黏度增大。微動磨損造成摩擦表面有較集中的小凹坑，使配合精度降低。疲勞磨損的機理（疲勞破壞的三個因素

⑴最大剪應力理論－裂紋起源于次表層；磨擦的定義----兩個相互接觸的物體在外力作用下發(fā)生相對運動或具有相對運動趨勢時，在接觸面之間產(chǎn)生切向運動阻力，這個阻力叫磨擦阻力，而這種現(xiàn)象稱為磨擦。實驗測得汽車零件的微動磨損與溫度的關(guān)系證實，載重汽車輪轂軸承在冬天的微動磨損比夏天嚴重；金屬表面顯微物體經(jīng)過多次塑性變形，小顆粒從金屬表面一脫落下來。桶面活塞環(huán)與氣缸壁、軸頸與軸瓦三、疲勞斷裂失效機理：

金屬零件疲勞斷裂實質(zhì)上是一個累計損傷過程。活塞、活塞環(huán)在氣缸孔的往復運動；⑴設法減小摩擦區(qū)熱的形成，使摩擦區(qū)的溫度低于金屬熱穩(wěn)定性的臨界溫度和潤滑油熱穩(wěn)定性的臨界溫度。黏著磨損的影響因素P353m/min，速度增加16倍，末淬火的４０號鋼磨損增加１３℅，淬火的45號鋼只增加約６℅。粘著點的結(jié)合強度比摩擦副雙方材料的強度低時，從粘著點分界面脫離，機體內(nèi)部變形小，沒有明顯粘著現(xiàn)象。經(jīng)典的強度設計都是按照防止塑性變形失效來設計的，即不允許零件的任何部位進入塑性變形狀態(tài)。黏著磨損----磨擦副相對運動時，由于固相焊合接觸表面的材料從一個表面轉(zhuǎn)移到另一個表面的現(xiàn)象，稱為～。汽缸工作表面“拉缸”、曲軸“抱軸”、齒輪表面和滾動軸承表面的麻點、凹坑等⑷靜磨擦系數(shù)大于動磨擦系數(shù)。⑴材料特性（材料配對）：在很高的壓應力下潤滑油的黏度增大。三、零件失效的基本原因潤滑油膜能起到減磨和保護作用，減緩氧化膜生成的速度。8時，耐磨性將迅速減小，這種狀況稱為“硬磨料磨損”或高應力摩。三、零件失效的基本原因

⒉設計制造；形成油楔，裂紋內(nèi)壁承受很大壓力，迫使裂紋向縱深發(fā)展。另外金屬的晶界及非金屬夾雜物等處以及零件應力集中的部位（臺階、尖角、鍵槽等）均會產(chǎn)生不均勻滑移，最后也形成疲勞裂紋核心。氣缸體上曲軸軸承承孔軸線與凸輪軸軸承承孔軸線的平行度誤差；⑴磨料----混雜在空氣和潤滑濟中的塵埃和機械雜質(zhì)（粒度為20μm～30μm。汽車零件磨損效分類

失效類型失效模式舉例磨損粘著磨損、磨料磨損、表面疲勞、腐蝕磨損、微動磨損汽缸工作表面“拉缸”、曲軸“抱軸”、齒輪表面和滾動軸承表面的麻點、凹坑等疲勞磨損是指在純滾動或流動兼滑動的磨擦條件下，材料表層發(fā)生疲勞破壞的現(xiàn)象齒輪、滾動軸承等的破壞形式主要是剝皮、麻斑等，是由于零件表面產(chǎn)生疲勞所引起

的麻斑、和麻斑肅落。疲勞斷裂低應力高周疲勞、高應力低周疲勞、腐蝕疲勞、熱疲勞曲軸斷裂、齒輪輪齒折斷等腐蝕化學腐蝕、電化學腐蝕、穴蝕濕式汽缸套外壁麻點、孔穴變形過量彈性變形、過量塑性變形曲軸彎曲、扭曲，基礎件（汽缸體、變速器殼、驅(qū)動橋殼）變形老化龜裂、變硬橡膠輪胎、塑料器件疲勞斷裂失效的分類桶面活塞環(huán)與氣缸壁、軸頸與軸瓦汽車零件磨損292.磨料磨損⑴磨料----混雜在空氣和潤滑濟中的塵埃和機械雜質(zhì)（粒度為20μm～30μm。其硬度大于零件表面的硬度）。⑵磨料磨損----物體表面與磨料相互摩擦（刮消）而使表面材料損失的現(xiàn)象稱為～。磨料磨損占各類磨損損失的50％。是危害最大的一種磨損形式。在實際生產(chǎn)中只能減小不能消除。2.磨料磨損⑴磨料----混雜在空氣和潤滑濟中的塵埃和機械雜30①以微量切削為主的假說。認為當塑性材料與固定的磨料進行磨擦時，在金屬表面發(fā)生兩個過程。一是塑性擠壓，形成壓痕；二是刮削金屬形成磨削。

②以疲勞破壞為主的假說。金屬表面顯微物體經(jīng)過多次塑性變形，小顆粒從金屬表面一脫落下來。針對滾動接觸疲勞。⑶磨料磨損的失效機理（假說）①以微量切削為主的假說。認為當塑性材料與固定的磨料進行磨擦時31③以壓痕為主的假說。對于塑性較大的材料，磨料在壓力作用下壓入材料表面，刮削金屬表面，形成溝槽，使金屬表面受到嚴重的塑性變形壓痕。④以斷裂為主的假說。針對脆性材料，磨料在壓入和刮擦金屬表面時，產(chǎn)生脆性斷裂。即磨料壓入深度達到臨界深度時，隨壓力產(chǎn)生的拉伸應力足以使裂紋產(chǎn)生。裂紋有兩種形式，垂直表面的縱向裂紋和從壓痕底部向表成擴展的橫向裂紋。⑶磨料磨損的失效機理（假說）③以壓痕為主的假說。對于塑性較大的材料，磨料在壓力作用下壓入32主要使用技術(shù)指標：①將砂紙貼在圓盤上，圓盤轉(zhuǎn)速60r/min；②試件：直徑為2mm,長度為20mm的20號鋼；③圓盤每轉(zhuǎn)一圈，試件徑向移動1mm;④試件上的載荷（壓力）用配重盤加在承載卡子上。⑷磨料磨損的影響因素

X----4B磨損試驗機主要使用技術(shù)指標：⑷磨料磨損的影響因素

X----4B磨損試33試驗結(jié)果用相對耐磨性ε表示，即在同一試驗條件下，相同的磨損軌跡長度時，標準試件的線磨損與試件的線磨損之比。即ε=ΔLb/ΔLtΔLb——標準試件的線磨損

ΔLt——試件的線磨損試驗結(jié)果用相對耐磨性ε表示，即在同一試驗條件下，相同的磨損軌34實驗的結(jié)論是：⑴磨擦條件不變時磨損量與試件所經(jīng)過的磨損路線成正比；⑵磨擦條件不變時磨損量與試件所受的單位壓力成正比；⑶其它條件不變時（路程、壓力），滑動速度從1.4~10.3m/min增加到22..6~164.3m/min，速度增加16倍，末淬火的４０號鋼磨損增加１３℅，淬火的45號鋼只增加約６℅。即磨損量與硬度成反比。⑷金屬的硬度與耐磨性之間的關(guān)系取決于金屬狀態(tài)；①退火狀態(tài)不同的金屬（純金屬與退火鋼）硬度與耐磨性成正比；②一般合金鋼或４０號鋼經(jīng)表面冷作硬化后其硬度大大增加，但相對耐磨性卻保持不變。實驗的結(jié)論是：35⑸磨粒硬度對金屬的影響①磨粒硬度/金屬硬度,硬度比＞0.8時，耐磨性將迅速增加，這種狀況稱為“軟磨料磨損”或低應力磨損。當硬度比＜0.8時，耐磨性將迅速減小，這種狀況稱為“硬磨料磨損”或高應力摩。或當材料表面硬度是磨粒硬度的1.3倍時，磨損量是最小的；如果繼續(xù)增加金屬硬度效果則不明顯。⑸磨粒硬度對金屬的影響36⑹磨粒粒度對金屬磨損的影響：當磨粒粒度小于１００um時，顆粒尺寸與磨損量成正比，當顆粒大到一定程度（直徑≥１００um）后，磨損不再增加。不同的材料磨粒的臨界尺寸是不完全相同地的⑹磨粒粒度對金屬磨損的影響：當磨粒粒度小于１００um時，顆粒37⑶溫度的影響應注意區(qū)分摩擦面的平均溫度與摩擦面實際接觸的溫度；（接觸點的瞬時溫度稱為熱點溫度或閃點溫度）；滑動速度和接觸壓力對磨損量的影響主要是熱點溫度改變而引起的。當摩擦表面溫度升高到一定程度時，輕者破壞油膜，重者使材料處于回火狀態(tài)，從而降低了強度，甚至使材料局部區(qū)域溫度升高至熔化狀態(tài)，將促使粘著磨損產(chǎn)生。⑶溫度的影響應注意區(qū)分摩擦面的平均溫度與摩擦面實際接觸的溫度38

大約溫度在300℃左右時，比磨損量有極大值。

總的來說，隨著熱點溫度的變化，磨損類型和磨損量也發(fā)生較復雜的變化。熱點溫度在250℃以下為氧化磨損，磨損量很小；由250℃開始轉(zhuǎn)變?yōu)檎持p，在300℃附近粘著磨損出現(xiàn)極大值。而高于300~400℃時，隨著溫度上升而磨損量減小，這又是氧化磨損，故磨損量為最?。划敓狳c溫度進一步升高，摩擦面局部接點形成的粘著現(xiàn)象就從熱源向摩擦副每一元件傳入而形成體積熱場，使摩擦面平均溫度顯著升高，此時粘著現(xiàn)象不只是發(fā)生在個別點上，而是在較大面積上形成“燒結(jié)”，這就是前面所說的高溫磨損。

例如曲軸與軸承之間的燒瓦現(xiàn)象。

熱點溫度300℃零件磨損量最大，粘著磨損轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸p；

熱點溫度400℃零件磨損有極小值，氧化磨損轉(zhuǎn)變?yōu)檎持p

大約溫度在300℃左右時，比磨損量有極大值。

39

總之，磨料磨損機理是屬于磨料的機械作用，這種機械作用在很大程度上與磨料的性質(zhì)、形狀及尺寸大小、固定的程度及載荷作用下磨料與被磨表面的機械性能有關(guān)。

總之，磨料磨損機理是屬于磨40三、黏著磨損1.黏著磨損----磨擦副相對運動時，由于固相焊合接觸表面的材料從一個表面轉(zhuǎn)移到另一個表面的現(xiàn)象，稱為～。2.黏著磨損規(guī)律----黏著的與滑動距離和法向載荷成反比。其規(guī)律如下：

Wv＝KNL/3P0

＝K′NL/HB式中：Wv----材料體積量；

L----滑動距離；

N----磨擦副上法向載荷；

P0----軟材料的屈服極限；

HB----軟材料料的布氏硬度；

K

K′----磨擦系數(shù)，與黏著產(chǎn)生的概率、材料有關(guān)；三、黏著磨損1.黏著磨損----磨擦副相對運動時，由于固相焊41黏著磨損試驗（X----4B磨損試驗機曲線）用ＣＴ１０鋼試件與４０鋼標準園盤磨擦時得到的相對速度與磨損強度的關(guān)系曲線可說明這一問題。試驗材料及規(guī)格：配對試件ＣＴ１０，D=5mm標準圓盤40x,,D=75mm;比壓：２０kg/cm;黏著磨損試驗（X----4B磨損試驗機曲線）用ＣＴ１０鋼試42可把曲線分為三個區(qū)段加以分析。第一區(qū)段：也稱為粘著磨損段。此時相對移動速度低，磨損量達到最大值。當滑移速度為0.4~1.5m/s(0~0.4為原始氧化磨損)時表層原始氧化層被磨去露出新生晶體，給抓粘創(chuàng)造了條件，從底部撕去微屑，所以磨損極大。第二區(qū)段：也稱為氧化磨損區(qū)段，當滑移速度為v=1.5~4.0m/s,磨損急劇下降（為第一區(qū)段的１／１０００，同時磨擦面出現(xiàn)比較光滑的磨損。磨擦系數(shù)隨之降低。原因：①滑移速度增加溫度增加，表面氧化速度快，產(chǎn)生氧化膜；②經(jīng)過第一區(qū)段磨損磨擦面產(chǎn)生硬化層；③滑動速度增加動磨擦系數(shù)減小；第三區(qū)段：滑移速度≥4.0m/s磨擦表面溫度進一步增高，使磨擦面金屬達到熱塑性狀態(tài)（接觸點瞬時溫度達1000C以上）微區(qū)金屬熔化呈粘聯(lián)狀態(tài)，移動中表面抓取軟化了的金屬微粒，這是另一種形式的抓粘磨損（也稱為熱磨損）。可把曲線分為三個區(qū)段加以分析。43（分析應力應精確）如花鍵扭曲、螺栓受載后被拉長（塑性變形）等；二、失效的基本形式

按失效模式和失效機理對失效進行分類是研究失效的重要內(nèi)容。（適用于固體粗糙表面）由于接觸應力大（齒廓表面接觸應力可達70MPa，凸輪與挺桿之間的接觸應力可達689MPa），接觸處產(chǎn)生很大的彈性變形和塑性變形而變平、變大有利于油楔的形成。預防方法，就材料來說，以選用硬而富于延性（容易加工硬化、結(jié)晶顆粒小、彈性大）的材料為宜；如齒輪副的輪齒表面、滾動軸承的滾珠和滾道以及凸輪副等；⑴材料特性（材料配對）：因此磨損是引起汽車零件失效的主要原因之一。標準圓盤40x,,D=75mm;第一節(jié)汽車零部件失效的概念及分類在沒有應力集中的情況下，疲勞裂紋的擴展可分為兩個階段；這時，潤滑膜不遵從流體動力學定律，且兩表面之間的摩擦不是取決于潤滑劑的粘度，而是取決于兩表面和潤滑劑的特性。是危害最大的一種磨損形式。⒉氧化磨損：

氧化磨損是最常見的一種磨損形式，曲軸軸頸、氣缸、活塞銷、齒輪嚙合表面、滾珠或滾柱軸承等零件都會產(chǎn)生氧化磨損。防止粘著磨損應遵循的原則止裂孔法、擴孔清除法（不影響強度的前提下）、刮磨修理法；如金屬在酸、堿、鹽溶液及潮濕空氣中的腐蝕等。由此可見，變速器殼軸線的不平行度偏差是使變速器技術(shù)狀況惡化的主要原因。提高汽車零件抗疲勞斷裂的方法；其硬度大于零件表面的硬度）。溫度：隨著工作溫度的升高，材料的強度也會下降，因此在較高溫度下工作的零件易產(chǎn)生變形離合器片的翹曲變形、制動鼓、排氣歧管的變形等。流體摩擦----是指兩個固體摩擦表面被連續(xù)的潤滑油完全隔開的摩擦,摩擦產(chǎn)生于油分子之間；3.黏著磨損的影響因素P35⑴材料特性（材料配對）：①脆性材料比塑性材料抗粘著能力強調(diào)②互熔性小的材料配對形成的磨擦副，粘著傾向??；反之，粘著傾向大；③多相金屬比單向金屬粘著傾向小，金屬化合物、非金屬、石黒與金屬的粘著傾向??；同種材料硬度越高其粘著極限值越低。例如，鑄鐵：含碳2.8,硅1.6，硬度ＨＢ240,極限為20kg/cm；而與巴氏合金配對極限可達100kg/cm以上。（分析應力應精確）如花鍵扭曲、螺栓受載后被拉長（塑性變形）等44⑵比壓（壓力）----粘著摩損量一般隨比壓增加到某一臨界值后急劇增加。巴氏合金、銅合金、鋁合金與曲軸軸頸磨擦系數(shù)與比壓的關(guān)系。⑶滑移速度：在比壓一定的情況下粘著磨損量隨著滑移速度的增加而增加，達到某一極大值后又隨速度的增加而減小。

⑷溫度：對于內(nèi)燃機而言正常溫度為85~95℃，太高太低都會使零件的磨損增加。因為溫度影響著金屬材料的熱膨系數(shù)和潤滑油的特性，直接影響著零部件的配合關(guān)系和磨擦性質(zhì)。⑵比壓（壓力）----粘著摩損量一般隨比壓增加到某一臨界值后45黏著磨損的影響因素P35⑸表面粗糙度：一般而言，摩擦表面粗糙度趆低，抗粘著能力趆強；但是過低又會促進粘著的發(fā)生。⑹潤滑：潤滑狀況對粘著有著較大的影響，邊界潤滑時粘著磨損大于流體動壓潤滑；而流體動壓潤滑又大于流體靜壓潤滑。黏著磨損的影響因素P35⑸表面粗糙度：一般而言，摩擦表面粗糙46防止粘著磨損應遵循的原則

⑴設法減小摩擦區(qū)熱的形成，使摩擦區(qū)的溫度低于金屬熱穩(wěn)定性的臨界溫度和潤滑油熱穩(wěn)定性的臨界溫度。引起粘著磨損的根本原因是摩擦區(qū)形成的熱⑵在材料選擇上應選用熱穩(wěn)定性高的合金鋼并進行正確的熱處理，或采用熱穩(wěn)定性高的硬質(zhì)合金堆焊。⑶改善摩擦區(qū)結(jié)構(gòu)；改變摩擦區(qū)的形狀尺寸；配合副的配合間隙，采用合適的潤滑劑及表面膜。二是設法提高金屬熱穩(wěn)定性和潤滑油的熱穩(wěn)定性。

防止粘著磨損應遵循的原則

⑴設法減小摩擦區(qū)熱的形成，使摩擦區(qū)47汽車零部件損傷課件48

接觸壓力的變化并不會改善磨損量隨滑動速度而變化的規(guī)律，但隨著接觸壓力增加其磨損量也增加，而且粘著磨損發(fā)生的區(qū)域移向滑動速度較低的區(qū)域。也就是說重載低速運行容易產(chǎn)生粘著磨損的條件。接觸壓力的變化并不會改善磨損量隨滑動速度而變化49四、疲勞磨損1.疲勞磨損----是指兩接觸表面在交變接觸壓應力的作用下，材料表面因疲勞而產(chǎn)生物質(zhì)損失（即表面產(chǎn)生剝皮、麻坑、麻點）的現(xiàn)象稱為表面～。表面疲勞磨損一般多出現(xiàn)在相對滾動或帶有滑動的滾動摩擦條件下；如齒輪副的輪齒表面、滾動軸承的滾珠和滾道以及凸輪副等；滑動摩擦時，也會出現(xiàn)疲勞破壞，如巴氏合金軸承表面材料的疲勞剝落。

四、疲勞磨損1.疲勞磨損----是指兩接觸表面在交變接觸壓應502.疲勞磨損的類型：①非擴展性疲勞磨損。新零件使用初期表面產(chǎn)生的微粒脫落，隨著接觸面積的增大，表面壓強減小微粒脫落結(jié)束；對于塑性好的材料，隨著表面壓應力的循環(huán)，使表面產(chǎn)生冷作硬化微粒脫落結(jié)束；②擴展性疲勞磨損。由于表面材料塑性差或潤滑方式選擇不當，在磨合初期就產(chǎn)生麻斑剝落2.疲勞磨損的類型：①非擴展性疲勞磨損。新零件使用初期表面產(chǎn)513.疲勞磨損的機理（疲勞破壞的三個因素

⑴最大剪應力理論－裂紋起源于次表層；研究表明純滾動時，最大剪切應力發(fā)生在表層下0.786b（b為接觸寬度之半）處，即次表層內(nèi)，在載荷反復作用下，裂紋在此附近發(fā)生，并沿著最大剪切應力方向擴展到表面，形成磨損微粒脫落，磨屑形狀多為扇形，在“痘斑”狀坑點。實驗表明，凡是潤滑條件優(yōu)良、摩擦力小的滾動接觸表面若出現(xiàn)疲勞磨損，裂紋形成多發(fā)生在次表層。特點是裂紋形成緩慢而擴展較快。除純滾動接觸外，還帶有滑動接觸式，最大剪切應力的位置隨著滑動分量的增加向表層移動，破壞位置隨之向表層移動。3.疲勞磨損的機理（疲勞破壞的三個因素

⑴最大剪應力理論－52⑵油楔理論－裂紋起源于摩擦表面

（滾動帶滑動接觸）

在滾動兼滑動的接觸磨擦表面（齒輪嚙合面），由于外載荷、表層的應力和摩擦力的作用，引起表層或接近表層的塑性變形，使表層硬化形成初始裂紋，并沿著與表面呈小于45°的夾角方向擴展。形成油楔，裂紋內(nèi)壁承受很大壓力，迫使裂紋向縱深發(fā)展。裂紋與表面層之間的小塊金屬猶如一承受彎曲的懸臂梁，在載荷的繼續(xù)作用下被折斷，在接觸面留下深淺不同的麻點剝落坑，深度0.1~0.2mm。⑵油楔理論－裂紋起源于摩擦表面

（滾動帶滑動接觸）在滾動兼53⑶裂紋起源于硬化層與芯部過度區(qū)；

表層經(jīng)過硬化處理的零件（滲碳、淬火等），其接觸疲勞裂紋往往出現(xiàn)在硬化層與芯部過渡區(qū)。這是因為該處所承受的剪切應力較大，而材料的剪切強度較低。

試驗表明，只要該處承受的剪切應力與材料的剪切強度之比大于0.55時，就有可能在過渡區(qū)形成初始裂紋。

裂紋平行于表面，擴展后再垂直向表面發(fā)展而出現(xiàn)表層大塊狀剝落。

硬化層深度不合理、芯部強度過低、過渡區(qū)存在不利的殘余應力時，容易在硬化層與芯部過渡區(qū)產(chǎn)生裂紋。

（4）表面壓饋：表面因塑性變形面產(chǎn)生材料損失。⑶裂紋起源于硬化層與芯部過度區(qū)；

表層經(jīng)過硬化處理的零54⒊表面疲勞磨損影響因素

①材料與表面硬度；材料材料的強度和硬度的提高，接觸疲勞強度相應提高，但并不是一直保持正比關(guān)系。如軸承鋼硬度為HRC62時抗疲勞能力最大，隨硬度增加或降低抗疲勞能力下降。

②潤滑油黏度；黏度大抗疲勞能力大

③表面粗糙度；

④裝配精度（質(zhì)量）：特別是滾柱軸承的裝配緊程度。⒊表面疲勞磨損影響因素

①材料與表面硬度；材料材料的強度和55三、零件失效的基本原因⒈工作條件包括零件的受力狀況和工作環(huán)境；⒉設計制造設計不合理、選材不當、制造工藝不當?shù)?；⒊使用維修三、零件失效的基本原因⒈工作條件56三、零件失效的基本原因

⒈工作條件基本原因主要內(nèi)容應用舉例工作條件零件的受力狀況

曲柄連桿機構(gòu)在承受氣體壓力過程中，各零件承受扭轉(zhuǎn)、壓縮、彎曲載荷及其應力作用；齒輪輪齒根部所承受的彎曲載荷及表面承受的接觸載荷等；絕大多數(shù)汽車零件是在動態(tài)應力作用下工作的。工作環(huán)境；

汽車零件在不同的環(huán)境介質(zhì)和不同的工作溫度作用下，可能引起腐蝕磨損、磨料磨損以及熱應力引起的熱變形、熱膨脹、熱疲勞等失效，還可能造成材料的脆化，高分子材料的老化等。三、零件失效的基本原因

⒈工作條件基本原因主要內(nèi)容應用舉例工57三、零件失效的基本原因

⒉設計制造；⒊使用維修；基本原因主要內(nèi)容應用舉例設計制造設計不合理；

軸的臺階處直角過渡、過小的圓角半徑、尖銳的棱邊等造成應力集中；花鍵、鍵槽、油孔、銷釘孔等處，設計時沒有考慮到這些形狀對截面的削弱和應力集中問題，或位置安排不妥當；選材不合理；制造工藝過程中操作不合理；制動蹄片材料熱穩(wěn)定系數(shù)不好；產(chǎn)生裂紋、高殘余內(nèi)應力、表面質(zhì)量不良；使用維修使用；維修；汽車超載、潤滑不良，頻繁低溫冷啟動；破壞裝配位置，改變裝配精度；三、零件失效的基本原因

⒉設計制造；⒊使用維修；基本原因主要58第二節(jié)汽車零部件磨損失效模式與失效機理

汽車或機械運動在其運動中都是一個物體與另一物體相接觸、或與其周圍的液體或氣體介質(zhì)相接觸，與此同時在運動過程中，產(chǎn)生阻礙運動的效應，這就是摩擦。由于摩擦，系統(tǒng)的運動面和動力面性質(zhì)受到影響和干擾，使系統(tǒng)的一部分能量以熱量形式發(fā)散和以噪音形式消失。同時，摩擦效應還伴隨著表面材料的逐漸消耗，這就是磨損。磨損是摩擦效應的一種表現(xiàn)和結(jié)果?！澳p是構(gòu)件由于其表面相對運動而在承載表面上不斷出現(xiàn)材料損失的過程?！?/p>

據(jù)統(tǒng)計有75%的汽車零件由于磨損而報廢。因此磨損是引起汽車零件失效的主要原因之一。第二節(jié)汽車零部件磨損失效模式與失效機理汽車或機械59形成機理：

由于表面存在微觀不平，表面的接觸發(fā)生在微凸體處，在一定載荷作用下，接觸點處發(fā)生塑性變形，使其表面膜被破壞，兩摩擦表面金屬直接接觸形成粘結(jié)點（固相焊合）；摩擦熱產(chǎn)生使接觸點處熔化和熔合（熱磨損）；

由于粘著點與摩擦副雙方材料機械性能的差別，當粘著部分脫離時，可能出現(xiàn)兩種情況：⑴外部粘著；粘著點的結(jié)合強度比摩擦副雙方材料的強度低時，從粘著點分界面脫離，機體內(nèi)部變形小，沒有明顯粘著現(xiàn)象。氣缸壁與活塞環(huán)潤滑不良時，將或多或少產(chǎn)生此種磨損；⑵內(nèi)部粘著；粘著點的結(jié)合強度比摩擦副的一方強度高，此時脫離面發(fā)生在原子結(jié)合力較弱的金屬內(nèi)部，大塊磨粒從基體被撕裂后而導致粘著磨損。發(fā)動機的拉缸、抱瓦等；

形成機理：

由于表面存在微觀不平，表面的接觸發(fā)生在60最大剪應力理論－裂紋起源于次表層；油楔理論－裂紋起源于摩擦表面；（滾動帶滑動的接觸）裂紋起源于硬化層與芯部過度區(qū)；最大剪應力理論－裂紋起源于次表層；61五、腐蝕失效及其機理P37

零件表面在摩擦過程中，表面金屬與周圍介質(zhì)發(fā)生化學或電化學反應，因而出現(xiàn)物質(zhì)損失的現(xiàn)象成為腐蝕磨損。按腐蝕機理可分為化學腐蝕和電化學腐蝕。汽車上約20%的零件因腐蝕而失效。五、腐蝕失效及其機理P37

零件表面在摩擦過程中，表面金屬與62一、化學腐蝕失效機理：金屬零件與介質(zhì)直接發(fā)生化學作用而引起的損傷稱為化學腐蝕。金屬在干燥空氣中的氧化以及金屬在不導電介質(zhì)中的腐蝕等均屬于化學腐蝕；化學腐蝕過程中沒有電流產(chǎn)生，通常在金屬表面形成一層腐蝕產(chǎn)物膜，如鐵在干燥的空氣中與氧作用生成Fe3O4;這層膜的性質(zhì)決定化學腐蝕速度，如果膜是完整的，強度、塑性都很好，膨脹系數(shù)和金屬相近，膜與金屬的粘著力強等，就具有保護金屬、減緩腐蝕的作用。一、化學腐蝕失效機理：金屬零件與介質(zhì)直接發(fā)生化學作用而引起的63二、電化學腐蝕失效機理：----電化學腐蝕是兩個不同的金屬在導電溶液中形成一對電極，產(chǎn)生電化學反應而發(fā)生腐蝕的作用，使充當陽極的金屬被腐蝕。

電化學腐蝕的基本特點：在金屬不斷遭到腐蝕的同時還有電流產(chǎn)生。如金屬在酸、堿、鹽溶液及潮濕空氣中的腐蝕等。

引起電化學腐蝕的原因是金屬與電解質(zhì)相接觸，由于離子交換，產(chǎn)生電流形成原電池，由于電流無法利用，使陽極金屬受到腐蝕，稱為腐蝕電池。

異類電極電池；濃差腐蝕電池（濕式缸套下部的橡膠密封處）；局部腐蝕電池（金屬表面有氧化膜或電池時），也稱其為微電池；

二、電化學腐蝕失效機理：----電化學腐蝕是兩個不同的金屬在64

與燃氣接觸的零件所受的腐蝕為燃氣腐蝕?？煞譃榈蜏馗g和高溫腐蝕，低溫腐蝕主要為電化學腐蝕，高溫腐蝕主要為化學腐蝕。

防止電化學腐蝕的方法，在汽車上主要用覆蓋層保護。覆蓋層有金屬性的（鍍鉻、鍍錫）和非金屬性的（油漆、塑料）有些零件利用電化學和化學方法在表面生成一層致密的保護膜，如發(fā)藍是生成一層氧化膜，磷化是生成一層磷化膜；

與燃氣接觸的零件所受的腐蝕為燃氣腐蝕?？煞?5Wv＝KNL/3P0＝K′NL/HB⑷加工變形層:機械加形成的擠壓變形層?；瑒泳嚯x一定則微動磨損量隨載荷的增加而增加，但超過一定載荷后，磨損量將隨著載荷的增加而減少；3m/min，速度增加16倍，末淬火的４０號鋼磨損增加１３℅，淬火的45號鋼只增加約６℅。產(chǎn)生裂紋、高殘余內(nèi)應力、表面質(zhì)量不良；但是過低又會促進粘著的發(fā)生。粘著點的結(jié)合強度比摩擦副的一方強度高，此時脫離面發(fā)生在原子結(jié)合力較弱的金屬內(nèi)部，大塊磨粒從基體被撕裂后而導致粘著磨損。一、定義：零件在交變應力作用下，經(jīng)過較長時間工作而發(fā)生的斷裂現(xiàn)象稱為疲勞斷裂。⒊表面疲勞磨損影響因素

①材料與表面硬度；基礎件：既保證本組合件或總成中的所有組成部分（零件）均能處于規(guī)定位置的零件；0m/s,磨損急劇下降（為第一區(qū)段的１／１０００，同時磨擦面出現(xiàn)比較光滑的磨損。ΔLt——試件的線磨損⑴在交變應力的作用下，裂紋從金屬材料的表面上的滑移帶、擠入槽或非金屬夾雜物等處開始，沿著最大切應力方向（和主應力方向成40°角）的晶面向內(nèi)擴展。一般柴油機最易產(chǎn)生穴蝕的冷卻水溫度為40~60℃左右，減少穴蝕的角度，應保持發(fā)動機的正常工作溫度80~90℃。更嚴重的是在微動磨損處引起應力集中，導致零件疲勞斷裂。第三區(qū)段：滑移速度≥4.經(jīng)典的強度設計都是按照防止塑性變形失效來設計的，即不允許零件的任何部位進入塑性變形狀態(tài)。最大剪應力理論－裂紋起源于次表層；它的一端有能牢固吸附在金屬表面上的極性團COOH，可以在金屬上形成一層致密的按一定方向排列的、通常由3~4層分子構(gòu)成的邊界吸附膜。止裂孔法、擴孔清除法（不影響強度的前提下）、刮磨修理法；氣缸體上曲軸軸承承孔軸線與凸輪軸軸承承孔軸線的平行度誤差；⒉氧化磨損：

氧化磨損是最常見的一種磨損形式，曲軸軸頸、氣缸、活塞銷、齒輪嚙合表面、滾珠或滾柱軸承等零件都會產(chǎn)生氧化磨損。與其它磨損類型相比，氧化磨損具有最小的磨損速度，有時氧化膜還能起到保護作用；

影響因素：影響氧化磨損的因素有滑動速度、接觸載荷、氧化膜的硬度、介質(zhì)中的含氧量、潤滑條件以及材料性能等。

Wv＝KNL/3P0＝K′NL/HB⒉氧化磨損：

66滑動速度和接觸載荷對氧化磨損的影響氧化磨損量隨滑動速度的變化而變化。當滑動速度變化時，磨損類型將在氧化磨損和粘著磨損之間相互轉(zhuǎn)化。當載荷超過某一臨界值時，磨損量隨載荷的增加而急劇增加，其磨損類型也由氧化磨損轉(zhuǎn)化為粘著磨損?；瑒铀俣群徒佑|載荷對氧化磨損的影響氧化磨損量隨滑動速度的變化67介質(zhì)含氧量對氧化磨損的影響介質(zhì)含氧量直接影響磨損率，金屬在還原氣體、純氧介質(zhì)中，其磨損率都比空氣中大，這是因為空氣中形成的氧化膜強度高，與基體金屬結(jié)合牢固的關(guān)系。介質(zhì)含氧量對氧化磨損的影響介質(zhì)含氧量直接影響磨損率，金屬在還68潤滑條件對氧化磨損的影響潤滑油膜能起到減磨和保護作用，減緩氧化膜生成的速度。但油脂與氧化反應生成酸性氧化物時則會腐蝕摩擦表面生產(chǎn)中有時利用危害性小的氧化磨損來防止危害性大的粘著磨損。如汽車后橋采用雙曲線齒輪傳動，因雙曲線齒輪副接觸應力較大，極易產(chǎn)生早期粘著磨損。在潤滑油中加入中性極壓添加劑，使油膜強度提高；潤滑條件對氧化磨損的影響潤滑油膜能起到減磨和保護作用，減緩氧693·特殊介質(zhì)腐蝕磨損：

定義：摩擦副與酸、堿、鹽等特殊介質(zhì)作用生成各種產(chǎn)物，在摩擦過程中不斷被磨去的現(xiàn)象；其磨損機理與氧化磨損相似，但磨損速度較快，磨損率隨介質(zhì)的腐蝕性增大而變大。結(jié)構(gòu)致密，與基體金屬結(jié)合牢固的鈍化膜或保護膜的生成速度大于腐蝕速度，則磨損率不隨介質(zhì)的腐蝕性而變化。3·特殊介質(zhì)腐蝕磨損：定義：摩擦副與酸、堿、鹽等特殊介質(zhì)作70

發(fā)動機氣缸內(nèi)的燃燒產(chǎn)物中含有碳、硫和氮的氧化物、水蒸氣和有機酸如蟻酸（CH2O）、醋酸（C2H4O2）等腐蝕性物質(zhì)，可直接與缸壁起化學作用是化學腐蝕，也可溶于水形成酸性物質(zhì)腐蝕缸壁前者稱為化學腐蝕，后者稱為電化學腐蝕，其腐蝕強度與溫度有關(guān)。

發(fā)動機氣缸內(nèi)的燃燒產(chǎn)物中含有碳、硫和氮的氧化71氣缸（內(nèi)）壁溫度與腐蝕強度關(guān)系在Tk－Tn范圍內(nèi)磨損很輕微，高于這個溫度潤滑油沾度會降低，油膜會被破壞，使燃燒產(chǎn)生的酸性物質(zhì)與汽缸壁直接接觸，產(chǎn)生化學腐蝕磨損。低于這個溫度使燃燒產(chǎn)生的酸性物質(zhì)較多同樣會對汽缸壁產(chǎn)生較強的化學腐蝕磨損。氣缸（內(nèi)）壁溫度與腐蝕強度關(guān)系在Tk－Tn范圍內(nèi)磨損很輕微，72

潤滑油氧化時將產(chǎn)生有機酸，對軸承材料中的鉛、鎘有很大腐蝕作用，開始時在軸承表面形成黑點，并逐漸擴展成海面狀空洞，在摩擦過程中呈小塊剝落，應嚴格控制潤滑油中的酸值。

潤滑油氧化時將產(chǎn)生有機酸，對軸承材料中的鉛、734·汽蝕（穴蝕或空蝕）

汽蝕定義：----當零件與液體接觸并有相對運動時，零件表面出現(xiàn)的損傷現(xiàn)象。實例：水泵葉輪葉片背面上半生的針剌蜂窩、缸套的外壁與冷卻液接觸的表面、滑動軸承在最小油膜間隙之后的油膜擴散部分（由于負壓的存在），都可能產(chǎn)生穴蝕；4·汽蝕（穴蝕或空蝕）汽蝕定義：----當零件與液體接觸并74穴蝕產(chǎn)生的機理

----是由于冷卻系的工作部件在液體中運動時局布產(chǎn)生負壓，負壓使得液體汽化產(chǎn)生汽泡，汽泡在潰滅的瞬時產(chǎn)生極大的沖擊力造成的表面疲勞破壞。----冷卻系溫度又是促進汽化的主要原因。90℃加上局部負壓，極易產(chǎn)生汽化現(xiàn)象。由此冷卻系的穴蝕較嚴重。同時有化學和電化學作用產(chǎn)生。----汽泡在潰滅的瞬時沖擊力（幾千甚至一萬個大氣壓）的速度可達250m/s。氣缸套穴蝕為例，由于氣缸內(nèi)燃燒壓力隨曲軸轉(zhuǎn)角而變化，缸套在活塞側(cè)向推力的作用下，使缸套產(chǎn)生彈性變形和高頻振動。穴蝕產(chǎn)生的機理----是由于冷卻系的工作部件在液體中運動時75

缸套的外壁承受這種沖擊應力的反復作用，使表面材料產(chǎn)生疲勞而逐漸脫落，形成麻點狀，隨后擴展、加深，嚴重時呈聚集的蜂窩狀孔穴群，甚至穿透缸壁

（柴油機的強化）缸套穴蝕破壞的一般特征是孔穴群集中出現(xiàn)在連桿擺動平面的兩側(cè)，尤其是在活塞承受側(cè)壓力大的一側(cè)所對應的缸套外壁最為嚴重。另外在進水口和水流轉(zhuǎn)向處，缸套支撐面和密封處也可能出現(xiàn)穴蝕破壞。

缸套的外壁承受這種沖擊應力的反復作用，使表面76

防止缸套穴蝕的措施，一是防止或減少氣泡的形成，二是如氣泡不可避免的發(fā)生，就應設法使氣泡遠離機件的地方潰滅或提高零件材料抗穴蝕能力。增加氣缸套固定剛度（如增加承孔高度，減少配合間隙等），以減少缸套的振動；加寬水套使冷卻均勻，減少氣泡爆破時的影響；消除冷卻水路中局部渦流區(qū)及死水區(qū)，可采用切向進水；應在使用中保持冷卻水的清潔或冷卻水中加乳化劑；提高缸體與活塞修理質(zhì)量和裝配質(zhì)量等對防止穴蝕都有一定作用。

預防方法，就材料來說，以選用硬而富于延性（容易加工硬化、結(jié)晶顆粒小、彈性大）的材料為宜；作為環(huán)境條件，采用緩和沖擊作用的方法和電防蝕法等效果較好。

一般柴油機最易產(chǎn)生穴蝕的冷卻水溫度為40~60℃左右，減少穴蝕的角度，應保持發(fā)動機的正常工作溫度80~90℃。防止缸套穴蝕的措施，一是防止或減少氣泡的形成775·氫致磨損：含氫的材料在摩擦過程中，由于力學及化學作用導致氫的析出。氫擴散到金屬表面的變性層中，使變性層內(nèi)出現(xiàn)大量的裂紋源，裂紋的產(chǎn)生和發(fā)展，使表面材料脫落稱為氫致磨損。氫可能來自材料本身或是環(huán)境介質(zhì)，如潤滑油和水中等。

5·氫致磨損：含氫的材料在摩擦過程中，由于力學及化學作用導致78七、微動磨損及其失效機理

微動磨損(定義)：----兩接觸表面間沒有宏觀相對運動，但在外界變動負荷影響下，有小振幅的相對振動（一般小于100μm），此時接觸表面間產(chǎn)生大量的微小氧化物磨損粉末，因此造成的磨損稱為微動磨損。微動以三種方式對構(gòu)件造成破壞；①如在微動磨損過程中，兩個表面之間的化學反應起主要作用時，則稱微動腐蝕磨損；②如果微動表面或次表面層中產(chǎn)生微裂紋，在反復應力作用下發(fā)展成疲勞裂紋，稱為微動疲勞磨損；③同時產(chǎn)生微動腐蝕磨損和微動疲勞磨損。七、微動磨損及其失效機理

微動磨損(定義)：----兩接觸79

微動磨損通常發(fā)生在靜配合的軸和孔表面、某些片式摩擦離合器內(nèi)外摩擦片的結(jié)合面上，以及一些受振動影響的連接件（如花鍵、銷、螺釘）的結(jié)合面上。微動磨損造成摩擦表面有較集中的小凹坑，使配合精度降低。更嚴重的是在微動磨損處引起應力集中，導致零件疲勞斷裂。

微動磨損通常發(fā)生在靜配合的軸和孔表面、某些片80⒉過程：接觸壓力使結(jié)合面上實際承載峰頂發(fā)生塑性變形和粘著。外界小振幅的振動將粘著點剪切脫落，脫落的磨屑和剪切面與大氣中的氧反應，發(fā)生氧化磨損，產(chǎn)生紅褐色的Fe2O3的磨屑堆積在表面之間起著磨料作用，使接觸表面產(chǎn)生磨料磨損。如果接觸應力足夠大，微動磨損點形成應力源，使疲勞裂紋產(chǎn)生并發(fā)展，導致接觸表面破壞。

復合磨損，粘著磨損、氧化磨損、磨粒磨損形式的組合。微小振動和氧化作用是促進微動磨損的主要因素。⒉過程：接觸壓力使結(jié)合面上實際承載峰頂發(fā)生塑性變形和粘著。外813·影響因素：材料的性能；滑動距離、載荷；相對濕度；振動頻率和振幅；溫度；3·影響因素：材料的性能；82⑴材料的性能；一般來說，抗粘著磨損性能力大的材料也具有良好的抗微動磨損性能。

⑴材料的性能；一般來說，抗粘著磨損性能力大的材料也具有良好的83⑵滑動距離、載荷

緊配合接觸面間相對滑動距離大，微動磨損就大。滑動距離一定則微動磨損量隨載荷的增加而增加，但超過一定載荷后，磨損量將隨著載荷的增加而減少；（可通過控制預應力及過盈配合的過盈量來減緩微動磨損。）

⑵滑動距離、載荷

緊配合接觸面間相對滑動距離大，微動磨損就大84⑶相對濕度微動磨損量隨相對濕度的增加而下降。相對濕度大于50%以后，金屬表面形成Fe2O3.H2O薄膜，它比通常Fe2O3軟，因此隨著相對濕度的增加，則微動磨損量減小。⑶相對濕度微動磨損量隨相對濕度的增加而下降。85⑷振動頻率和振幅在大氣中振幅很?。?.012mm）時，鋼的微動磨損不受振動頻率的影響；振幅較大時，隨著振動頻率的增加，微動磨損量有減小的傾向。當振幅超過50~150μm時，磨損率均顯著上升。⑷振動頻率和振幅在大氣中振幅很?。?.012mm）時，鋼的微86⑸溫度實驗測得汽車零件的微動磨損與溫度的關(guān)系證實，載重汽車輪轂軸承在冬天的微動磨損比夏天嚴重；實驗測得中碳鋼的微動磨損在臨界溫度130℃時發(fā)生轉(zhuǎn)折，超過此臨界溫度后，微動磨損大幅度降低。對于低碳鋼，在溫度低于0℃時，溫度越低，磨損量越大。在0℃以上，磨損率隨溫度上升而逐漸降低，在150~200℃之間突然降低。繼續(xù)升溫，磨損率上升。溫度從135℃升高到400℃時，其磨損量增加15倍。⑸溫度實驗測得汽車零件的微動磨損與溫度的關(guān)系證實，載重汽車輪87

由于微動磨損的起因是微振及氧化腐蝕，所以防止措施首先是加強檢查配合件緊固情況，使之不出現(xiàn)微動或采取在配合副之間加彈性墊片，充填聚四氟乙烯（套或膜）或用固體潤滑劑。

適當?shù)臐櫥捎行У馗纳瓶刮幽p的能力，因為潤滑膜保護表面防止氧化。采用極壓添加劑或涂抹二硫化鉬都可以減少微動磨損。

由于微動磨損的起因是微振及氧化腐蝕，所以防止88第三節(jié)零件變形失效的分類P42一、分類：彈性變形失效、塑性變形失效和蠕變失效。⒈彈性變形失效：零件在外力作用下發(fā)生彈性撓曲，其撓度超過許用值而破壞零件間相對位置精度的現(xiàn)象；此時零件所受應力未超過彈性極限，零件與應變的關(guān)系仍遵循虎克定律；零件的截面積越大，材料彈性模量越高，則越不容易發(fā)生彈性變形失效；第三節(jié)零件變形失效的分類P42一、分類：彈性變形失效89⒉塑性變形失效：零件的工作壓力超過材料的屈服極限因塑性變形而導致的失效；經(jīng)典的強度設計都是按照防止塑性變形失效來設計的，即不允許零件的任何部位進入塑性變形狀態(tài)。隨著應力分析技術(shù)的發(fā)展，目前已逐漸采用塑性設計的方法，即允許局部區(qū)域發(fā)生塑性變形。（分析應力應精確）如花鍵扭曲、螺栓受載后被拉長（塑性變形）等；在給定外載荷條件下，塑性變形失效取決于零件截面的大小、安全系數(shù)值及材料的屈服極限。材料的屈服極限越高，則發(fā)生塑性變形失效的可能性越小；

⒉塑性變形失效：零件的工作壓力超過材料的屈服極限因塑性變形而90⒊蠕變是指材料在一定應力（或載荷）作用下，隨時間延長，變形不斷增加的現(xiàn)象。蠕變變形失效是由于蠕變過程不斷發(fā)生，產(chǎn)生的蠕變變形量或蠕變速度超過金屬材料蠕變極限而導致的失效。

⒊蠕變是指材料在一定應力（或載荷）作用下，隨時間延長，變形不91二、影響因素：零件變形失效除與金屬材料、設計剛度和制造工藝有關(guān)；載荷：安裝緊固不當或工作有明顯的超載現(xiàn)象；溫度：隨著工作溫度的升高，材料的強度也會下降，因此在較高溫度下工作的零件易產(chǎn)生變形離合器片的翹曲變形、制動鼓、排氣歧管的變形等。對于基礎件由于鑄造時時效處理的不完善，存在著內(nèi)應力，在應用中因應力重新分配而引起變形；修理工藝或方法不正確，如焊接的熱應力。二、影響因素：零件變形失效除與金屬材料、設計剛度和制造工藝有92三、基礎件變形失效的影響基礎件：既保證本組合件或總成中的所有組成部分（零件）均能處于規(guī)定位置的零件；發(fā)動機氣缸體、變速器殼體、驅(qū)動橋殼體；由于使用中不同程度的變形，破壞了總成中各零件間正確的位置關(guān)系；

三、基礎件變形失效的影響基礎件：既保證本組合件或總成中的所有93⒈發(fā)動機氣缸體變形氣缸軸線對曲軸軸承承孔公共軸線的垂直度誤差；氣缸體上曲軸軸承承孔軸線與凸輪軸軸承承孔軸線的平行度誤差；氣缸體各曲軸軸承承孔軸線同軸度誤差；氣缸體上、下平面的平面度誤差；氣缸體后端面對兩端曲軸軸承承孔公共軸線的垂直度誤差；例：氣缸軸線與曲軸軸線的垂直度偏差，不垂直度超過允許值的30%時，實驗結(jié)果表明，氣缸磨損量將增加19%～26%；氣缸體曲軸軸承承孔軸線同軸度誤差過大，迫使曲軸主軸頸中心線在發(fā)動機工作時產(chǎn)生與轉(zhuǎn)速相應的周期性撓曲，造成軸頸和軸瓦磨損加劇，在曲軸上產(chǎn)生附加動載加速疲勞失效的發(fā)生和發(fā)展。⒈發(fā)動機氣缸體變形氣缸軸線對曲軸軸承承孔公共軸線的垂直度誤差94⒉變速器殼體殼體的一、二軸軸承孔公共軸線對中間軸軸承承孔公共軸線的平行度誤差；殼體上平面對的第一、二軸軸承承孔公共軸線的平行度誤差；殼體前、后端面對第一、二軸軸承孔公共軸線的端面圓跳動誤差；傳動系統(tǒng)產(chǎn)生動載荷；當軸線不平行度偏差達0.19㎜時,其扭矩的不均勻性將達69N.m，比偏差在允許范圍內(nèi)的變速器36～40N.m高一倍，而軸向力為50N，較正常值9N高出4倍。由此可見，變速器殼軸線的不平行度偏差是使變速器技術(shù)狀況惡化的主要原因。變速器該項平行度誤差為0.20㎜時，其大修間隔里程是平行度誤差為0.04㎜的50%。引起變速器跳檔。另外汽車變速器殼體變形還會加劇齒輪的磨損，點蝕和剝落現(xiàn)象⒉變速器殼體殼體的一、二軸軸承孔公共軸線對中間軸軸承承孔公共95三、汽車零件的老化：三、汽車零件的老化：96第四節(jié)零件疲勞斷裂及其機理

一、定義：零件在交變應力作用下，經(jīng)過較長時間工作而發(fā)生的斷裂現(xiàn)象稱為疲勞斷裂。是汽車零件常見及危害性最大的一種失效方式。在汽車上，大約有90%以上的斷裂可歸結(jié)為零件的疲勞失效。第四節(jié)零件疲勞斷裂及其機理一、定義：零件在交變應力作用97二、疲勞斷裂失效的分類：

根據(jù)零件的特點及破壞時總的應力循環(huán)次數(shù)，可分為無裂紋零件和裂紋零件的疲勞斷裂失效。高周疲勞發(fā)生時，應力在屈服強度以下，零件的壽命主要由裂紋的形核壽命控制。低周疲勞發(fā)生時的應力可高于屈服極限，其壽命受裂紋擴展壽命的影響較大。汽車零件一般多為低應力高周疲勞斷裂。二、疲勞斷裂失效的分類：根據(jù)零件的特點及破壞時98疲勞斷裂失效的分類

疲勞斷裂失效的分類

99三、疲勞斷裂失效機理：

金屬零件疲勞斷裂實質(zhì)上是一個累計損傷過程。大體可劃分為滑移、裂紋成核、微觀裂紋擴展、宏觀裂紋擴展、最終斷裂幾個過程。

三、疲勞斷裂失效機理：

金屬零件疲勞斷裂實質(zhì)100⒈疲勞裂紋的萌生：

在交變載荷下，金屬零件表面產(chǎn)生不均勻滑移、金屬內(nèi)的非金屬夾雜物和應力集中等均可能是產(chǎn)生疲勞裂紋核心的策源地?；茙щS著疲勞的進行逐步加寬加深，在表面出現(xiàn)擠出帶和擠入槽，這種擠入槽就是疲勞裂紋策源地。另外金屬的晶界及非金屬夾雜物等處以及零件應力集中的部位（臺階、尖角、鍵槽等）均會產(chǎn)生不均勻滑移，最后也形成疲勞裂紋核心。⒈疲勞裂紋的萌生：在交變載荷下，金屬零件表面產(chǎn)生不均勻滑移101⒉疲勞裂紋的擴展：在沒有應力集中的情況下，疲勞裂紋的擴展可分為兩個階段；⑴在交變應力的作用下，裂紋從金屬材料的表面上的滑移帶、擠入槽或非金屬夾雜物等處開始，沿著最大切應力方向（和主應力方向成40°角）的晶面向內(nèi)擴展。擴展速度慢，如沒有應力集中，直接進入第二階段。⑵改變方向，沿著與正應力相垂直的方向擴展，擴展途徑穿晶并速度很快⒉疲勞裂紋的擴展：在沒有應力集中的情況下，疲勞裂紋的擴展可分102

裂紋成核后的擴展過程主要包括微觀和宏觀兩個裂紋擴展階段。

整個疲勞過程是滑移－微觀裂紋產(chǎn)生－微觀裂紋的連接－宏觀裂紋擴展直至斷裂失效。

裂紋成核后的擴展過程主要包括微觀和宏觀兩個裂103四、疲勞斷口宏觀形貌特征：典型宏觀疲勞斷口分為三個區(qū)域，疲勞源或稱疲勞核心、疲勞裂紋擴展區(qū)和瞬時斷裂區(qū)；

四、疲勞斷口宏觀形貌特征：典型宏觀疲勞斷口分為三個區(qū)域，疲勞104五、提高汽車零件抗疲勞斷裂的方法：

1·延緩疲勞裂紋萌生時間；方法有強化金屬合金表面，控制表面的不均勻滑移，如表面滾壓、噴丸、表面熱處理等。另外提高金屬材料的純凈度，減少夾雜物尺度以及提高零件表面完整性設計水平，盡量避免應力集中的現(xiàn)象等，都是抑制或推遲疲勞裂紋產(chǎn)生的有效途徑。2·降低疲勞裂紋擴展的速度；止裂孔法、擴孔清除法（不影響強度的前提下）、刮磨修理法；此外，還可以在裂紋處采用局部增加有效截面或補貼金屬條等降低應力水平的方法，以阻止裂紋繼續(xù)產(chǎn)生與擴展。加強次負荷鍛煉；五、提高汽車零件抗疲勞斷裂的方法：

1·延緩疲勞裂紋萌生時間105汽車零件疲勞特性執(zhí)行總成磨合及整車走合，搞好次負荷鍛煉。汽車零件疲勞特性執(zhí)行總成磨合及整車走合，搞好次負荷鍛煉。106三、汽車零件的老化：三、汽車零件的老化：107汽車零部件損傷汽車零部件損傷108一、固體表面性質(zhì)及接觸面積⒉金屬表面的物質(zhì)⑴汅染膜:包括油污和灰塵等；⑵吸附膜:是來自大氣中和液體和氣體分子的吸附層；⑶氧化膜:是金屬表面被氧化而成的；⑷加工變形層:機械加形成的擠壓變形層。一、固體表面性質(zhì)及接觸面積⒉金屬表面的物質(zhì)109一、固體表面性質(zhì)及接觸面積

3.表面接觸面積⑴名義接觸面積An----是由接觸表面的宏觀界面的邊界確定的面積，即An=a×b⑵輪廓接觸面積Ap----是物體觸表面被壓皺部分所形成的面積，大小與所受載荷有關(guān)。⑶實際接觸面積Ar----是在輪廓接觸面積內(nèi)，各真實接觸部分微小面積。

Ap/An＝5％～10％

Ar/An＝0.01％～1％對于一般材料，呈彈性接觸時Ar與載荷的2/3次方成正比；呈塑性接觸時Ar與載荷的1次方成正比。一、固體表面性質(zhì)及接觸面積

3.表面接觸面積110二、磨擦的定義和分類

磨擦的定義----兩個相互接觸的物體在外力作用下發(fā)生相對運動或具有相對運動趨勢時，在接觸面之間產(chǎn)生切向運動阻力，這個阻力叫磨擦阻力，而這種現(xiàn)象稱為磨擦。磨擦分類：分類依據(jù)內(nèi)容磨擦副運動狀態(tài)靜磨擦、動磨擦磨擦副運動形式滑動磨擦、滾動磨擦磨擦副表面潤滑情況干磨擦、邊界磨擦、液體磨擦、混合磨擦二、磨擦的定義和分類磨擦的定義----兩個111摩擦分類分類依據(jù)內(nèi)容舉例摩擦副運動形式滑動摩擦活塞、活塞環(huán)在氣缸孔的往復運動；凸輪軸凸輪與氣門挺桿表面的運動滾動摩擦滾珠軸承、滾柱軸承與內(nèi)、外圈滾道表面間的摩擦復合摩擦凸輪軸凸輪與氣門挺桿表面間、齒輪傳動機構(gòu)輪齒表面所發(fā)生的摩擦摩擦副表面潤滑狀況干（固體）摩擦汽車離合器、制動器流體摩擦桶面活塞環(huán)與氣缸壁、軸頸與軸瓦邊界摩擦發(fā)動機活塞環(huán)與缸套上部、配汽機構(gòu)凸輪與挺桿、齒輪傳動副的齒面摩擦分類分類依據(jù)內(nèi)容舉例摩擦副運1121.干磨擦----是指物體純凈表面直接接觸時的磨擦。通常所說的干磨擦是指無潤滑條件下，兩物體表面之間可能存在著自然污染膜時的磨擦。古典磨擦定律：μ＝F/WF＝μW式中：F----滑動磨擦力；

μ----磨擦系數(shù)；

W----法向載荷；

古典磨擦定律：⑴磨擦力與法向載荷成正比；⑵磨擦力與磨擦面積大小無關(guān)；⑶磨擦力與滑動速度大小無關(guān)；⑷靜磨擦系數(shù)大于動磨擦系數(shù)。對于表面超凈、粗糙度很小、接觸面較大的磨擦表面會產(chǎn)生很大的分子吸引力磨擦力將于面積成正比。1.干磨擦----是指物體純凈表面直接接觸時的磨擦。113干摩擦理論（包括以下幾點）名稱主要內(nèi)容⒈機械理論（簡單粘著理論）兩固體表面接觸時，由于表面凹凸不平，相互嚙合，產(chǎn)生了阻礙兩固體接觸面相對運動的阻力。（適用于固體粗糙表面）⒉分子吸附理論對于表面超凈、粗糙度很小、接觸面積大的磨擦表面會產(chǎn)生很大的分子吸引力。此種狀態(tài)磨擦力與面積成正比。⒊粘著理論微觀接觸點上壓力超過材料的屈服極限,零件滑移時接觸點產(chǎn)生瞬時高溫,出現(xiàn)微觀焊合粘著,摩擦力主要取決于剪斷金屬粘著和冷焊點所需的剪切力。⒋分子－機械理論發(fā)生在接觸點處分子吸附和機械嚙合作用所構(gòu)成的磨擦阻力。與材料的表面粗糙度、載荷大小、材料種類等因素有關(guān)。干摩擦理論（包括以下幾點）名稱主要內(nèi)容⒈機械理論（簡單粘著理114由于活塞環(huán)表面加工的緣故使活塞在運動中活塞環(huán)與氣缸壁運動表面間都存在楔形間隙；氫可能來自材料本身或是環(huán)境介質(zhì)，如潤滑油和水中等。緊配合接觸面間相對滑動距離大，微動磨損就大。⑵磨擦條件不變時磨損量與試件所受的單位壓力成正比；軸頸與軸瓦間楔形潤滑油膜建立過程裂紋平行于表面，擴展后再垂直向表面發(fā)展而出現(xiàn)表層大塊狀剝落。由于由于潤滑油是不可壓縮的，油楔形狀和體積不發(fā)生變化，而單位時間內(nèi)流過每一斷面的流量相等，則內(nèi)必然產(chǎn)生壓力梯度，其壓力梯度將使入口處壓力梯度內(nèi)凹，以限止流入量，使出口處的梯度外凸，以增加流出量。磨損----物體表面相互接觸并做相對運動時,材料從表面逐漸損失,以致使表面發(fā)生尺寸和表面形狀變化的現(xiàn)象.微動磨損(定義)：----兩接觸表面間沒有宏觀相對運動，但在外界變動負荷影響下，有小振幅的相對振動（一般小于100μm），此時接觸表面間產(chǎn)生大量的微小氧化物磨損粉末，因此造成的磨損稱為微動磨損。⑵在材料選擇上應選用熱穩(wěn)定性高的合金鋼并進行正確的熱處理，或采用熱穩(wěn)定性高的硬質(zhì)合金堆焊。潤滑油膜能起到減磨和保護