關(guān)于磨損及磨損理論一、概述1、磨損定義：相互接觸的物體在相對(duì)運(yùn)動(dòng)中，表層材料不斷損失、轉(zhuǎn)移或產(chǎn)生殘余變形的現(xiàn)象稱(chēng)為磨損，它是伴隨著摩擦而產(chǎn)生的必然結(jié)果。有些磨損是有益的，如“研磨”，可使零件表面粗糙度減小，使刀刃變得鋒利。但是，據(jù)統(tǒng)計(jì)，約有80%左右的機(jī)械零件是由于磨損而報(bào)廢或失效。磨損不僅消耗材料，浪費(fèi)能源，并直接影響到機(jī)器的壽命和可靠性。固此，對(duì)磨損的研究引起了人們的極大關(guān)注。第2頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天2、磨損研究的主要內(nèi)容：(1)主要磨損類(lèi)型的發(fā)生條件、特征和變化規(guī)律;(2)磨損的影響因素,包括摩擦副材料、表面形態(tài)、潤(rùn)滑狀況、環(huán)境條件,以及滑動(dòng)速度、載荷、工作溫度等工況參數(shù);(3)磨損的模型與磨損計(jì)算;(4)提高材料耐磨性的措施;(5)磨損研究的測(cè)試技術(shù)與實(shí)驗(yàn)分析方法。第3頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天3、磨損過(guò)程零件的正常磨損過(guò)程大致可分為三個(gè)階段：Ⅰ：跑合階段；Ⅱ：穩(wěn)定磨損階段；Ⅲ：劇烈磨損階段第4頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天Ⅰ：跑合階段出現(xiàn)在摩擦副的初始運(yùn)動(dòng)階段，由于表面存在粗糙度，微凸體接觸面積小，接觸應(yīng)力大，磨損速度快。在一定載荷作用下，摩擦表面逐漸磨平，實(shí)際接觸面積逐漸增大，磨損速度逐漸減慢，如圖所示。第5頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天Ⅱ穩(wěn)定磨損階段：出現(xiàn)在摩擦副的正常運(yùn)行階段。經(jīng)過(guò)跑合，摩擦表面加工硬化，微觀幾何形狀改變，實(shí)際接觸面積增大，壓強(qiáng)降低，從而建立了彈性接觸的條件，這時(shí)磨損已經(jīng)穩(wěn)定下來(lái)，如圖所示，磨損量隨時(shí)間增大緩慢增大。第6頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天Ⅲ劇烈磨損階段：由于摩擦條件發(fā)生較大的變化(如溫度的急劇增高，金屬組織的變化等)，磨損速度急劇增加。這時(shí)機(jī)械效率下降，精度降低，出現(xiàn)異常的噪音及振動(dòng)，最后導(dǎo)致零件完全失效。**從磨損過(guò)程的變化來(lái)看，為了提高機(jī)器零件的使用壽命，應(yīng)盡量延長(zhǎng)“穩(wěn)定磨損階段”。第7頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、磨損的分類(lèi)第8頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天

1、粘著磨損

(1)定義當(dāng)摩擦副相對(duì)滑動(dòng)時(shí),由于粘著效應(yīng)所形成的結(jié)點(diǎn)發(fā)生剪切斷裂，接觸表面的材料從一個(gè)表面轉(zhuǎn)移到另一個(gè)表面的現(xiàn)象稱(chēng)為粘著磨損。第9頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天(2)粘著磨損機(jī)理當(dāng)摩擦副接觸時(shí)，接觸首先發(fā)生在少數(shù)幾個(gè)獨(dú)立的微凸體上。因此，在一定的法向載荷作用下，微凸體的局部壓力就可能超過(guò)材料的屈服壓力而發(fā)生塑性變形，繼而使兩摩擦表面產(chǎn)生粘著；此后，在相對(duì)滑動(dòng)過(guò)程中，如果粘著點(diǎn)的剪切發(fā)生在界面，則磨損輕微；如果剪切發(fā)生在界面以下，則材料就會(huì)從一個(gè)表面轉(zhuǎn)移到另外一表面，繼續(xù)滑動(dòng)，一部分轉(zhuǎn)移的材料分離，從而形成游離磨粒。**接觸-塑性變形-粘著-剪斷粘著點(diǎn)-材料轉(zhuǎn)移-再粘著，循環(huán)不斷進(jìn)行，構(gòu)成粘著磨損過(guò)程。第10頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天

(3)四種典型的粘著磨損

根據(jù)粘著點(diǎn)的強(qiáng)度和破壞位置不同，粘著磨損有幾種不同的形式，從輕微磨損到破壞性嚴(yán)重的膠合磨損。它們的磨損形式、摩擦系數(shù)和磨損度雖然不同，但共同的特征是:出現(xiàn)材料遷移，以及沿滑動(dòng)方向形成程度不同的劃痕。a.輕微磨損

粘著強(qiáng)度比摩擦副的兩金屬基體強(qiáng)度低時(shí)，剪切發(fā)生在粘著結(jié)合面上，表面轉(zhuǎn)移的材料較輕微。此時(shí)雖然摩擦系數(shù)增大，但是磨損卻很小，材料遷移也不顯著。通常在金屬表面具有氧化膜、硫化膜或其他涂層時(shí)發(fā)生輕微粘著摩損。第11頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天b.涂抹

粘著強(qiáng)度大于摩擦副中較軟金屬的強(qiáng)度，小于較硬金屬的強(qiáng)度。剪切破壞發(fā)生在離粘著結(jié)合面不遠(yuǎn)的較軟金屬淺層內(nèi)，軟金屬涂抹(粘附)在硬金屬表面上。這種模式的摩擦系數(shù)與輕微磨損差不多，但磨損程度加劇。c.擦傷

粘著強(qiáng)度比摩擦副的兩基體金屬的強(qiáng)度都高。剪切主要發(fā)生在軟金屬的亞表層內(nèi)，有時(shí)也發(fā)生在硬金屬的亞表層內(nèi)，轉(zhuǎn)移到硬金屬上的粘著物又刮削軟金屬表面，使軟金屬表面出現(xiàn)劃痕，所以擦傷主要發(fā)生在軟金屬表層，硬金屬表面也偶有劃傷。第12頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天d.咬合如果粘著強(qiáng)度比兩金屬基體的強(qiáng)度高得多，而且粘著點(diǎn)面積較大時(shí)，剪切破壞發(fā)生在一個(gè)或兩個(gè)金屬表層深的地方。此時(shí)表面將沿著滑動(dòng)方向呈現(xiàn)明顯的撕脫，出現(xiàn)嚴(yán)重磨損。如果滑動(dòng)繼續(xù)進(jìn)行，粘著范圍將很快增大，摩擦產(chǎn)生的熱量使表面溫度劇增，極易出現(xiàn)局部熔焊，使摩擦副之間咬死而不能相對(duì)滑動(dòng)。這種破壞性很強(qiáng)的磨損形式，應(yīng)力求避免。第13頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天(4)簡(jiǎn)單粘著磨損計(jì)算(Archard模型)上圖為粘著磨損模型，假設(shè)摩擦副的一方為較硬的材料，摩擦副另一方為較軟的材料；法向載荷W由n個(gè)半徑為a的相同微凸體承受。第14頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天則當(dāng)材料產(chǎn)生塑性變形時(shí)，法向載荷W與較軟材料的屈服極限σs之間的關(guān)系：

(1)當(dāng)摩擦副產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，且滑動(dòng)時(shí)每個(gè)微凸體上產(chǎn)生的磨屑為半球形,其體積為(2/3)πa3，則單位滑動(dòng)距離的總磨損量(即磨損率，通常用于判斷材料磨損的快慢程度)為:(2)由(1)和(2)式，可得：(3)第15頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天式(3)是假設(shè)了各個(gè)微凸體在接觸時(shí)均產(chǎn)生一個(gè)磨粒而導(dǎo)出。如果考慮到微凸體相互產(chǎn)生磨粒的概率數(shù)K和滑動(dòng)距離L，則接觸表面的粘著磨損量表達(dá)式為：(3)(4)由(4)式可得粘著磨損的三個(gè)定律：①材料磨損量與滑動(dòng)距離成正比：適用于多種條件②材料磨損量與法向載荷成正比：適用于有限載荷范圍③材料磨損量與較軟材料的屈服極限σy(或硬度H)成反比由于對(duì)于彈性材料σs≈H/3，H為布氏硬度值，則式(4)可變?yōu)椋菏街蠯為粘著磨損系數(shù)第16頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天右圖為鋼制銷(xiāo)釘在鋼制圓盤(pán)上滑動(dòng)摩擦?xí)r的結(jié)果。圖中示出鋼的磨損系數(shù)隨表觀壓力的變化曲線?？v坐標(biāo)為K/H，代表單位載荷、單位滑動(dòng)距離的磨損量，橫坐標(biāo)代表平均接觸壓力。當(dāng)壓力值小于片H/3時(shí)，磨損率小而且保持不變(即K保持常數(shù))；但當(dāng)壓力值超過(guò)H/3時(shí)，磨損量急劇增大(K值急劇增大)，這意味著在這樣高的載荷作用下會(huì)發(fā)生大面積的粘著焊連。對(duì)其他金屬也有類(lèi)似的情況，只是K開(kāi)始增加時(shí)的平均壓力值通常比H/3稍低而已。在壓力值為H/3作用下，各個(gè)微凸體上的塑性變形區(qū)開(kāi)始發(fā)生相互影響。當(dāng)壓力值增加到H/3以上時(shí)，整個(gè)表面變成塑性流動(dòng)區(qū)，因而實(shí)際接觸面積不再與載荷成正比，出現(xiàn)劇烈的粘著磨損，摩擦表面嚴(yán)重破壞。第17頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天由于式中的K代表微凸體中產(chǎn)生磨粒的概率，即粘著磨損系數(shù)．因此，K值必須按不同的滑動(dòng)材料組合和不同的摩擦條件求得。右表給出了不同工況和摩擦副配對(duì)時(shí)的磨損系數(shù)K值。第18頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天

(5)

粘著磨損的影響因素

摩擦副材料性質(zhì)的影響a.脆性材料比塑性材料的抗粘著能力高。塑性材料粘著點(diǎn)的破壞以塑性流動(dòng)為主，發(fā)生在表層深處，磨損顆粒大。脆性材料粘著點(diǎn)的破壞主要是剝落，發(fā)生在表層淺處，磨損顆粒小，呈磨屑狀，磨屑容易脫落,不堆積在表面上。第19頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天b.相同金屬或冶金相溶性大的材料摩擦副(相同金屬或晶格類(lèi)型、電子密度、電化學(xué)性能相似的金屬)易發(fā)生粘著磨損。異種金屬或冶金相溶性小的材料摩擦副抗粘著磨損能力較高。金屬與非金屬摩擦副抗粘著磨損能力高于異種金屬摩擦副。應(yīng)避免使用同種金屬或冶金相溶性大的金屬組成摩擦副。

冶金的相(互)溶性：兩種金屬能在固態(tài)互相溶解的性能。摩擦的相(互)溶性：一定配對(duì)材料在發(fā)生摩擦和磨損時(shí)抵抗粘著的性能。一般，冶金相溶性好的金屬摩擦副，其摩擦相溶性就差，相同金屬摩擦副，摩擦互溶性最差。第20頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天c.材料的組織結(jié)構(gòu)和表面處理金屬的組織結(jié)構(gòu)對(duì)粘著磨損也有影響，多相金屬比單相金屬的抗粘著磨損能力高；金屬中化合物相比單相固溶體的粘著傾向小。通過(guò)表面處理技術(shù)在金屬表面生成硫化物、磷化物或氯化物等薄膜可以減少粘著效應(yīng)，同時(shí)表面膜限制了破壞深度，提高抗粘著磨損的能力。d.元素周期表中的B族元素，如鍺、銀、鎘、銦、錫、銻、鉈、鉛、鉍與鐵的冶金相容性差，抗粘著磨損性能好。而鐵與A族元素組成的摩擦副粘著傾向大。第21頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天e.材料的硬度硬度高的金屬比硬度低的金屬抗粘著能力強(qiáng)，因?yàn)楸砻娼佑|應(yīng)力大于較軟金屬硬度的1/3時(shí)，很多金屬將由輕微磨損轉(zhuǎn)變?yōu)閲?yán)重的粘著磨損。第22頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天載荷的影響粘著磨損一般隨法向載荷增加到某一臨界值后而急劇增加，如圖所示，K/H的比值實(shí)際上是材料硬度與許用壓力的關(guān)系。當(dāng)載荷值超過(guò)材料硬度值的1/3時(shí)，磨損急劇增加，嚴(yán)重時(shí)咬死。因此設(shè)計(jì)中選擇的許用壓力必須低于材料硬度值的1/3。第23頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天速度的影響在壓力一定的情況下，粘著磨損隨滑動(dòng)速度的增加而增加，在達(dá)到某一極大值后，又隨著滑動(dòng)速度的增加而減少。下圖為摩擦速度不太高的范圍內(nèi)，鋼鐵材料的磨損隨摩擦速度、接觸壓力的變化規(guī)律。第24頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天隨著滑動(dòng)速度的變化，磨損類(lèi)型由一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式。如圖(a)所示，當(dāng)摩擦速度很低時(shí)，主要是氧化磨損，出現(xiàn)Fe2O3的磨屑，磨損量很小。隨速度的增大，氧化膜破裂，金屬的直接接觸，轉(zhuǎn)化為粘著磨損，磨損量顯著增大?；瑒?dòng)速度再高，摩擦溫度上升，有利于氧化膜形成，又轉(zhuǎn)為氧化磨損，磨屑為Fe3O4，磨損量又減小。如摩擦速度再增大，將再次轉(zhuǎn)化為粘著磨損，磨損量又開(kāi)始增加。第25頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天圖(b)是滑動(dòng)速度保持一定而改變載荷所得到的鋼對(duì)鋼磨損實(shí)驗(yàn)結(jié)果。載荷小產(chǎn)生氧化磨損,磨屑主要是Fe2O3；當(dāng)載荷達(dá)到W0后,磨屑是FeO、Fe2O3

和Fe3O4的混合物。載荷超過(guò)Wc以后,便轉(zhuǎn)入危害性的粘著磨損。第26頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天表面溫度的影響表層溫度特性對(duì)于摩擦表面的相互作用和破壞影響很大。表面溫度升高可使?jié)櫥なВ共牧嫌捕认陆?，摩擦表面容易產(chǎn)生粘著磨損。

上圖為溫度對(duì)膠合磨損的影響，可以看出，當(dāng)表面溫度達(dá)到臨界值(約80℃)時(shí),磨損量和摩擦系數(shù)都急劇增加。影響溫度特性的主要因素是表面壓力p和滑動(dòng)速度v，其中速度的影響更大，因此限制pv值是減少粘著磨損和防止膠合發(fā)生的有效方法。第27頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天潤(rùn)滑油、潤(rùn)滑脂的影響在潤(rùn)滑油、潤(rùn)滑脂中加人油性或極壓添加劑能提高潤(rùn)滑油膜吸附能力及油膜強(qiáng)度，能成倍地提高抗粘著磨損能力。

油性添加劑是由極性非常強(qiáng)的分子組成，在常溫條件下，吸附在金屬表面上形成邊界潤(rùn)滑膜，防止金屬表面的直接接觸，保持摩擦面的良好潤(rùn)滑狀態(tài)。

極壓添加劑是在高溫條件下，分解出活性元素與金屬表面起化學(xué)反應(yīng)，生成一種低剪切強(qiáng)度的金屬化合物薄膜，防止金屬因干摩擦或邊界摩擦條件下而引起的粘著現(xiàn)象。

第28頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天

2、磨粒(磨料)磨損

(1)定義外界硬顆?；蛘邔?duì)磨表面上的硬突起物或粗糙峰在摩擦過(guò)程中引起表面材料脫落的現(xiàn)象,稱(chēng)為磨粒磨損。例如：掘土機(jī)鏟齒、犁耙、球磨機(jī)襯板等的磨損都是典型的磨粒磨損。機(jī)床導(dǎo)軌面由于切屑的存在也會(huì)引起磨粒磨損。水輪機(jī)葉片和船舶螺旋槳等與含泥沙的水之間的侵蝕磨損也屬于磨粒磨損。第29頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天(2)磨粒磨損分類(lèi)及其磨損特征磨料磨損根據(jù)表面磨損的破壞形式，大體可以分為下列幾種類(lèi)型：按摩擦表面的數(shù)目分為:兩體磨料磨損種和三體磨料磨損第30頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天a.二體磨粒磨損磨粒沿一個(gè)固體表面相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的磨損。當(dāng)磨粒運(yùn)動(dòng)方向與固體表面接近平行時(shí),磨粒與表面接觸處的應(yīng)力較低,固體表面產(chǎn)生擦傷或微小的犁溝痕跡。如果磨粒運(yùn)動(dòng)方向與固體表面接近垂直時(shí)，此時(shí),磨粒與表面產(chǎn)生高應(yīng)力碰撞,在表面上磨出較深的溝槽,并有大顆粒材料從表面脫落。在一對(duì)摩擦副中,硬表面的粗糙峰對(duì)軟表面起著磨粒作用,這也是一種二體磨損,它通常是低應(yīng)力磨粒磨損。第31頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天b.三體磨粒磨損外界磨粒移動(dòng)于兩摩擦表面之間,類(lèi)似于研磨作用,稱(chēng)為三體磨粒磨損。通常三體磨損的磨粒與金屬表面產(chǎn)生極高的接觸應(yīng)力,往往超過(guò)磨粒的壓潰強(qiáng)度。這種壓應(yīng)力使韌性金屬的摩擦表面產(chǎn)生塑性變形或疲勞,而脆性金屬表面則發(fā)生脆裂或剝落。第32頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天鑿削式磨粒磨損這類(lèi)磨損的特征是沖擊力大，磨料以很大的沖擊力切入金屬表面，因此工件受到很高的應(yīng)力，造成表面宏觀變形，并可以從摩擦表面鑿削下金屬大顆粒，在被磨損表面有較深的溝槽和壓痕。如挖掘機(jī)的斗齒、礦石破碎機(jī)錘頭等零件表面的磨損即屬于此種磨損形式。按摩擦表面所受的應(yīng)力和沖擊的大小分為鑿削式磨料磨損、高應(yīng)力碾碎式磨料磨損和低應(yīng)力擦傷式磨料磨損。第33頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天b.高應(yīng)力碾碎式磨粒磨損這類(lèi)磨損的特點(diǎn)是應(yīng)力高，磨料所受的應(yīng)力超過(guò)磨料的壓碎強(qiáng)度，當(dāng)磨料夾在兩摩擦表面之間時(shí)，局部產(chǎn)生很高的接觸應(yīng)力，這種壓應(yīng)力使韌性金屬的摩擦表面產(chǎn)生塑性變形或疲勞,而脆性金屬表面則發(fā)生脆裂或剝落。同時(shí)磨料不斷被碾碎，被碾碎的磨料顆粒呈多角形，擦傷金屬，在摩擦表面留下溝槽和凹坑。如礦石粉碎機(jī)的顎板、軋碎機(jī)滾筒等表面的破壞。第34頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天c.低應(yīng)力擦傷式磨粒磨損這種磨損的特征是應(yīng)力低，磨料作用于摩擦表面的應(yīng)力不超過(guò)它本身的壓潰強(qiáng)度。材料表面有擦傷并有微小的切削痕跡。如犁鏵、泥沙泵葉輪等。第35頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天

(3)磨粒磨損機(jī)理

關(guān)于材料磨粒磨損主要有以下幾個(gè)假設(shè)：微觀切削假說(shuō)：法向載荷將磨料壓入摩擦表面，滑動(dòng)時(shí)磨料對(duì)表面產(chǎn)生切削作用，材料脫離表面形成磨屑。壓痕破壞假說(shuō)(擦痕假說(shuō))：磨料在載荷作用下壓入摩擦表面而產(chǎn)生壓痕，滑動(dòng)時(shí)使表面產(chǎn)生嚴(yán)重的塑性變形，壓痕兩側(cè)材料受到損傷，因而易從表面擠出或剝落。疲勞破壞假說(shuō)：摩擦表面在磨料產(chǎn)生的循環(huán)接觸應(yīng)力作用下，表面材料開(kāi)始出現(xiàn)疲勞裂紋并逐漸擴(kuò)大，最后從表面剝離。第36頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天(4)磨粒磨損模型：簡(jiǎn)單的磨粒磨損計(jì)算方法是根據(jù)微量切削假說(shuō)得出，下圖為磨粒磨損模型?？梢詫⒛チ？醋鍪蔷哂绣F形的硬質(zhì)顆粒在軟材料上滑動(dòng)，犁出一條溝。第37頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天假設(shè)磨粒為形狀相同的圓錐體，半角為θ，錐底直徑為r(即犁出的溝槽寬度)，載荷為W，壓入深度h，滑動(dòng)距離為L(zhǎng)，屈服極限σs。在垂直方向的投影面積為πr2，滑動(dòng)時(shí)只有半個(gè)錐面(前進(jìn)方向的錐面)承受載荷，共有n個(gè)微凸體，則所受的法向載荷為：將犁去的體積作為磨損量，其水平方向的投影面積為一個(gè)三角形，單位滑動(dòng)距離的磨損量(磨損率)為Q0=nhr,因?yàn)閞=htanθ，因此：(1)第38頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天如果考慮到微凸體相互作用產(chǎn)生磨粒的概率數(shù)K和滑動(dòng)距離L，并且代人材料的硬度H=3σs，則接觸表面的磨損量表達(dá)式為：式中Ks為磨粒磨損系數(shù)，是幾何因素2/tanθ和概率常數(shù)K的乘積，Ks與磨粒硬度、形狀和起切削作用的磨粒數(shù)量等因素有關(guān)。應(yīng)當(dāng)指出，上述分析忽略了許多實(shí)際因素，例如磨粒的分布情況、材料彈性變形和滑動(dòng)前方材料堆積產(chǎn)生的接觸面積變化等等，因此式(2)近似地適用于二體磨粒磨損。在三體磨損中，一部分磨粒的運(yùn)動(dòng)是沿表面滾動(dòng)，它們不產(chǎn)生切削作用，因此Ks值明顯減小。由公式(2)可看出:粘著磨損定律也同樣適用于磨粒磨損。(2)第39頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天相對(duì)耐磨度ε：標(biāo)準(zhǔn)試樣磨損量和被評(píng)價(jià)試驗(yàn)試樣磨損量之比，其值越大，材料耐磨性越好。材料硬度的影響：(5)影響磨粒磨損的因素：如圖(a)所示，對(duì)于純金屬和退火鋼，其耐磨性與硬度成正比。第40頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天圖(b)是正常淬火后，不同溫度回火的幾種鋼的磨粒磨損試驗(yàn)結(jié)果。淬火回火鋼的耐磨性隨著硬度的增加而增大，但是與退火鋼相比，耐磨性的增大速度緩慢些，即淬火回火可以提高鋼的硬度和耐磨性，但效果微弱。由此得出：金屬的耐磨性不僅取決于其硬度，還取決于它的成分和組織結(jié)構(gòu)。相同硬度下，鋼中的碳含量及碳化物形成元素含量越高，其耐磨性也越強(qiáng)。第41頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天右圖為表面冷作硬化對(duì)低應(yīng)力磨粒磨損試驗(yàn)時(shí)的耐磨性的影響。由圖可見(jiàn)，冷作硬化后，表層硬度的提高并沒(méi)有使耐磨性增加，甚至有下降的趨勢(shì)。所以在低應(yīng)力磨損時(shí)，冷作硬化不能提高表面的耐磨性(只要在塑性變形的過(guò)程中組織未發(fā)生變化)。加工硬化的影響：第42頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天應(yīng)提出的是，零件實(shí)際使用條件與上述試驗(yàn)條件相近時(shí)，以上結(jié)論才是適用的。如果零件在更復(fù)雜的條件下工作，如除了磨粒磨損之外，可能還有其他因素起作用，這時(shí)就不能簡(jiǎn)單套用上述結(jié)論。例如，表面層的機(jī)械冷作硬化(噴丸處理、滾壓強(qiáng)化等)是提高零件疲勞強(qiáng)度的方法，由于提高了材料的表面硬度，這對(duì)于以粘著磨損為主的磨損，也能提高摩擦副的相對(duì)耐磨性。

以上所述是指冷作硬化對(duì)低應(yīng)力磨粒磨損時(shí)的耐磨性的影響。

第43頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天

對(duì)于高應(yīng)力磨粒磨損曾用球磨機(jī)鋼球進(jìn)行了試驗(yàn)，試驗(yàn)表明，材料在受高應(yīng)力沖擊載荷下，表面會(huì)受到加工硬化，加工硬化后的硬度愈高，其耐磨抗力也愈高。

高錳鋼的耐磨性也可說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題。此鋼淬火后為軟而韌的奧氏體組織，當(dāng)受低應(yīng)力磨損時(shí)，它的耐磨性不好，而在高應(yīng)力磨損的場(chǎng)合，它具有特別高的耐磨性。這是由于奧氏體在塑性變形時(shí)其加工硬化率很高，同時(shí)還因?yàn)槠滢D(zhuǎn)變?yōu)楹苡驳鸟R氏體。生產(chǎn)實(shí)踐證明，高錳鋼用作碎石機(jī)錘頭可呈現(xiàn)很好的耐磨性。第44頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天綜合①和②所述,提高鋼材硬度的方法有改善合金成分、熱處理或冷作硬化等三種。而材料抗磨粒磨損的能力與硬化方法有關(guān)，所以必須根據(jù)各種提高硬度的方法來(lái)考慮耐磨性與硬度的關(guān)系。第45頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天相對(duì)硬度影響：磨粒磨損取決于磨料硬度H0與試件材料硬度H比值，如圖所示的三種不同的磨損狀態(tài):Ⅰ：當(dāng)磨料硬度低于試件材料硬度,即H0

≤0.7H時(shí)，輕微磨損階段。

Ⅱ：當(dāng)磨料硬度超過(guò)試件材料硬度后，即0.7H<H0<1.3H，磨損量隨磨料硬度迅速增大，過(guò)渡磨損階段。Ⅲ：若磨料硬度遠(yuǎn)高于材料硬度，即H0≥

1.3H，將產(chǎn)生嚴(yán)重磨損，磨損量不再隨磨料硬度而變化。由此可知，為了降低磨粒磨損，材料硬度H大約為磨料硬度H0

的1.4倍，即H0

≈0.7H時(shí)最佳，不必要求金屬硬度太高，因?yàn)镠太高并不能帶來(lái)耐磨性的明顯提高。第46頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天磨粒尺寸的影響：一般金屬的磨損量隨磨料平均尺寸的增大而增加，到某一臨界值后，磨損量便保持不變，即磨損與磨料的尺寸無(wú)關(guān)。鋼磨損量與磨料尺寸關(guān)系如下圖所示。各種材料磨料臨界尺寸是不相同的，磨料的臨界尺寸還與工作零件的結(jié)構(gòu)和精度有關(guān)。例如：通過(guò)對(duì)柴油機(jī)油泵柱塞副的磨損研究，認(rèn)為3～6μm的機(jī)械雜質(zhì)引起的磨損最大，而通過(guò)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損研究，發(fā)現(xiàn)20～30μm的磨料對(duì)缸套磨損才最嚴(yán)重。所以，防止3～6μm左右的機(jī)械雜質(zhì)進(jìn)人燃油系統(tǒng)，防止20～30μm的磨料進(jìn)入缸套摩擦表面最為重要。第47頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天顯微組織的影響：a.基體組織由鐵素體逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w、貝氏體、馬氏體時(shí)，耐磨性提高。眾所周知，鐵素體硬度太低，故耐磨性很差。馬氏體與回火馬氏體硬度高，所以耐磨性好。但在相同硬度時(shí)，下貝氏體氏體的耐磨性要比回火馬氏體的好得多。鋼中的殘余奧氏體也影響抗磨料磨損能力。在低應(yīng)力磨損下，殘余奧氏體數(shù)量較多時(shí)，將降低耐磨性；反之，在高應(yīng)力磨損下，殘余奧氏體因能顯著加工硬化或轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體而改善耐磨性。第48頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天b.第二相組織鋼中的碳化物是最重要的第二相。在磨粒磨損中，材料的耐磨性與碳化物和基體硬度相對(duì)大小以及碳化物硬度有關(guān)。在軟基體中增加碳化物的數(shù)量，減小尺寸，增加彌散度，均能改善耐磨性。在硬基體中，即碳化物的硬度與基體的硬度相近，碳化物反而損害材料的耐磨性，因?yàn)榇藭r(shí)碳化物如同內(nèi)部缺口一樣，極易使裂紋擴(kuò)展，致使表面材料通過(guò)切削過(guò)程而除去。當(dāng)摩擦條件不變時(shí)，如碳化物硬度比磨粒低，則提高碳化物的硬度，將增加耐磨性。第49頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天載荷的影響：載荷顯著地影響各種材料的磨粒磨損。如右圖所示，線磨損度與表面壓力成正比。當(dāng)壓力達(dá)到轉(zhuǎn)折值pc

時(shí),線磨損度隨壓力的增加變得平緩,這是由于磨粒磨損形式轉(zhuǎn)變的結(jié)果。各種材料的轉(zhuǎn)折壓力值不同。第50頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天3、表面疲勞磨損(1)定義：疲勞：指材料在遠(yuǎn)低于拉伸強(qiáng)度(常常低于屈服強(qiáng)度)的交變載荷作用下發(fā)生破裂的現(xiàn)象。表面疲勞磨損：兩個(gè)相互滾動(dòng)或滾動(dòng)兼滑動(dòng)的摩擦表面,在交變接觸應(yīng)力的作用下，表層產(chǎn)生塑性變形，在表層薄弱處引起裂紋，裂紋不斷擴(kuò)大并發(fā)生斷裂，而造成的點(diǎn)蝕或剝落的現(xiàn)象。如滾動(dòng)軸承、齒輪副、凸輪副以及輪軌都能產(chǎn)生表面疲勞磨損，其磨損形式是在光滑的接觸表面上分布有若干深淺不同的針狀或豆?fàn)畎伎?，或較大面積的表面壓碎，摩擦表面粗糙凸峰周?chē)鷳?yīng)力場(chǎng)變化引起的微觀疲勞現(xiàn)象也屬于表面疲勞第51頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天(2)表面疲勞磨損的機(jī)理：最大切應(yīng)力理論表面疲勞磨損的機(jī)理可以用赫茲公式來(lái)解釋。在赫茲接觸中，最大切應(yīng)力產(chǎn)生于離表面一定距離的下層，如右圖所示，由于滾動(dòng)的結(jié)果，在最大切應(yīng)力處的材料首先出現(xiàn)屈服而塑變，隨著外載荷的反復(fù)作用，材料在此處首先出現(xiàn)裂紋，并沿最大切應(yīng)力方向擴(kuò)展到表面，最后形成疲勞破壞，以顆粒形式分離出來(lái)，并在摩擦表面留下痘斑狀凹坑，稱(chēng)為點(diǎn)蝕(凹坑小而深)?；蛞憎[片狀從表面脫落下來(lái)，稱(chēng)為剝落(凹坑大而淺)。第52頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天第53頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天對(duì)于無(wú)缺陷的材料，如圖：在滾動(dòng)接觸時(shí)，首先損傷部位，可由赫茲公式求得的最大交變切應(yīng)力的位置確定。如果接觸中還有一定的滑動(dòng)，那么損傷的部位將向表面移近，滑動(dòng)摩擦力愈大，最大剪應(yīng)力位置愈接近表面。然而，實(shí)際上材料是不可能完整無(wú)缺的。所以，最終的損傷部位總是受到雜質(zhì)、疏松、原始微裂縫等因素的影響，這些缺陷都容易引起應(yīng)力集中而產(chǎn)生早起的疲勞裂紋。所以裂紋有時(shí)從表面開(kāi)始，有時(shí)從次表面開(kāi)始。第54頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天油楔理論對(duì)于滾動(dòng)兼有滑動(dòng)的接觸表面，因同時(shí)存在接觸壓應(yīng)力和剪切應(yīng)力，使得接觸應(yīng)力增大，實(shí)際最大切應(yīng)力十分接近表面，故在摩擦表面上容易產(chǎn)生塑性變形而形成微觀裂紋。有時(shí)雖然摩擦副的表而剪應(yīng)力并不大，但因表面缺陷、高溫或脫碳等原因，使表面局部變?nèi)?，也容易在表面形成裂紋。第55頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天若滾動(dòng)方向與裂紋方向一致，則當(dāng)滾動(dòng)體接觸到裂紋口處，將把裂口封住，裂紋中的潤(rùn)滑油不能往外跑，從而使裂紋的兩內(nèi)壁承受巨大的擠壓力，于是迫使裂紋與表面呈30o～45o傾角向外擴(kuò)張。在已形成微裂紋的表面，當(dāng)有潤(rùn)滑油時(shí)，由于毛細(xì)管作用，微裂紋吸附潤(rùn)滑油，使得裂紋的尖端處形成油楔，如圖(a)所示。此過(guò)程經(jīng)歷若干周次，裂紋由表面向內(nèi)層擴(kuò)展到定深度，起始裂紋口也張大到一定寬度，那么裂紋上部的金屬像一個(gè)懸臂梁承受彎曲。在隨后的加載運(yùn)轉(zhuǎn)若干周次就會(huì)突然折斷，使這里的金屬剝離，最后在接觸表面留下一個(gè)深淺不等的麻點(diǎn)剝落凹坑，一般剝落深度為0.1-0.2mm。第56頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天在摩擦過(guò)程中，摩擦力促使表面金屬流動(dòng)，因而疲勞裂紋往往有方向性,即與摩擦力方向一致。如圖所示，主動(dòng)輪裂紋中的潤(rùn)滑油在對(duì)滾中被擠出，而從動(dòng)輪上的裂紋口在通過(guò)接觸區(qū)時(shí)受到油膜壓力作用促使裂紋擴(kuò)展。由于油的壓縮性和金屬的彈性，油壓傳遞到裂紋尖端將產(chǎn)生壓力降。因此，若滾動(dòng)方向與裂紋方向相反，則當(dāng)滾動(dòng)體接觸到裂紋時(shí)，裂紋中的潤(rùn)滑油被擠出來(lái),如圖中的主動(dòng)輪，裂紋內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生很大的擠壓力，因而裂紋擴(kuò)展緩慢，工作壽命長(zhǎng)。第57頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天總之：對(duì)于滾動(dòng)接觸的理想材料，其破壞位置取決于用赫茲方程求得的最大交變切應(yīng)力的位置。對(duì)于滾動(dòng)兼滑動(dòng)的接觸，則破壞位置移向表面。材料并不理想的，其破壞的確切位置會(huì)受到材料內(nèi)存在的雜質(zhì)、孔隙、微觀裂紋和其他因素的影響。第58頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天微觀點(diǎn)蝕磨損理論微觀點(diǎn)蝕理論認(rèn)為：裂紋產(chǎn)生的位置實(shí)際上較之最大切應(yīng)力理論確定的位置更靠近表面。因?yàn)樽畲笄袘?yīng)力理論是用宏觀的赫茲接觸應(yīng)力來(lái)分析的，這種分析以接觸區(qū)表面理想光滑，接觸應(yīng)力成橢圓分布為前提的。如圖所示的光滑表面應(yīng)力分布線。這樣所決定的點(diǎn)蝕應(yīng)稱(chēng)為宏觀點(diǎn)蝕。但是，真實(shí)表面是粗糙的，接觸發(fā)生在微凸體的峰處，即表面粗糙度使赫茲接觸應(yīng)力分布發(fā)生調(diào)幅現(xiàn)象，如圖所示。微凸體每個(gè)峰點(diǎn)進(jìn)入接觸都產(chǎn)生一個(gè)微觀應(yīng)力分布，這種由接觸表面峰點(diǎn)作用所引起的點(diǎn)蝕稱(chēng)為微觀點(diǎn)蝕。第59頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天微觀點(diǎn)蝕和宏觀點(diǎn)蝕雖然都是與最大切應(yīng)力的區(qū)域相對(duì)應(yīng)，但微觀點(diǎn)蝕的最大切應(yīng)力更接近表面，且裂紋深度比宏觀點(diǎn)蝕淺得多(約淺20倍)。試驗(yàn)證實(shí)，隨著循環(huán)次數(shù)的增加，已產(chǎn)生的微觀點(diǎn)蝕可以誘發(fā)二次裂紋、三次裂紋，裂紋依次向縱深擴(kuò)展可以形成宏觀點(diǎn)蝕。這是宏觀點(diǎn)蝕形成的一種機(jī)理。對(duì)用赫茲理論米解釋點(diǎn)蝕產(chǎn)生的觀點(diǎn)作了很大修正。第60頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天(3)疲勞磨損的影響因素非金屬夾雜：非金屬夾雜物破壞了基體的連續(xù)性,嚴(yán)重降低了材料抗疲勞磨損能力。特別是脆性?shī)A雜(硅酸鹽和氧化物等)在循環(huán)應(yīng)力作用下與基體材料脫離形成空穴,構(gòu)成應(yīng)力集中源,當(dāng)超過(guò)基體的彈性極限，產(chǎn)生塑性變形，易在脆性?shī)A雜物的邊緣部分最易產(chǎn)生微裂紋，降低抗疲勞磨損能力。塑性?shī)A雜(硫化物)易隨基體一起變形，能夠把氧化物夾雜包住形成共生夾雜，可降低氧化物夾雜的破壞作用。因此，鋼種含有適量的硫化物夾雜對(duì)提高抗疲勞磨損能力有益?？傊?，生產(chǎn)上應(yīng)盡量減少鋼中夾雜物(特別是氧化物、硅酸鹽夾雜物)，即煉鋼時(shí)要進(jìn)行凈化處理。第61頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天表面層狀態(tài)的影響：a.表層硬度通常增加材料硬度可以提高抗疲勞磨損能力,但硬度過(guò)高,材料脆性增加,反而會(huì)降低接觸疲勞壽命。例如：對(duì)軸承鋼而言，當(dāng)表面的硬度為62HRC左右時(shí)，軸承的平均使用壽命最高，如圖所示。第62頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天b.心部硬度承受接觸應(yīng)力的零件，必須有適當(dāng)?shù)男牟坑捕?。若心部硬度太低，則表面和心部的硬度梯度太陡，使得硬化層的過(guò)渡區(qū)產(chǎn)生裂紋，容易產(chǎn)生表層壓碎現(xiàn)象。實(shí)踐表明：心部硬度在35～40HRC范圍內(nèi)較適宜。c.硬化層深度滲碳鋼或其他表面硬化鋼的硬化層厚度影響抗疲勞磨損能力。硬化層太薄時(shí),疲勞裂紋將出現(xiàn)在硬化層與基體的連接處,容易形成表層剝落。選擇硬化層厚度應(yīng)使疲勞裂紋產(chǎn)生在硬化層內(nèi)。第63頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天d.硬度匹配硬度匹配直接影響接觸疲勞壽命。例如：在齒輪副的硬度選配時(shí)，因?yàn)樾↓X輪受載荷次數(shù)比大齒輪多，所以對(duì)于軟齒面，一般要求小齒輪硬度大于大齒輪硬度，這樣小齒輪不易出現(xiàn)疲勞磨損失效，達(dá)到大小齒輪使用壽命等長(zhǎng)的目的。第64頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天表面粗糙度的影響：對(duì)于滾動(dòng)或滾滑摩擦副來(lái)說(shuō)，表面粗糙度應(yīng)當(dāng)盡量低些，特別是硬度較高的零件，表面粗糙度更應(yīng)該低些，但是表面粗糙度也有個(gè)最佳值，過(guò)低的表面粗糙度對(duì)提高疲勞磨損壽命的影響不大。例如：滾動(dòng)軸承的粗糙度為Ra0.2的接觸疲勞壽命比Ra0.4的高2-3倍;Ra0.1的比Ra0.2的高1倍;Ra0.05比Ra0.1高0.4倍；粗糙度低于Ra0.05對(duì)壽命影響甚微。第65頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天潤(rùn)滑的影響：潤(rùn)滑油粘度愈高，則接觸部分的應(yīng)力愈接近平均分布，相對(duì)地降低了最大接觸應(yīng)力，因而抗疲勞磨損的能力就愈高；油的粘度愈低，愈易滲入裂紋中，加速裂紋擴(kuò)展，降低了壽命。潤(rùn)滑油中含水量過(guò)多(腐蝕作用)對(duì)疲勞磨損有較大影響，必須嚴(yán)格控制含水量。潤(rùn)滑油中適當(dāng)加入固體潤(rùn)滑劑如MoS2或硫化潤(rùn)滑脂，可在接觸表面層形成一層堅(jiān)固薄膜，減少摩擦，從而提高抗疲勞磨損性能。第66頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天4、腐蝕磨損定義：摩擦過(guò)程中,由于機(jī)械作用以及金屬表面與周?chē)橘|(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)，共同引起的表面損傷。分類(lèi)：由于介質(zhì)的性質(zhì)、作用于摩擦面的狀態(tài)以及摩擦材料性能等的不同，腐蝕磨損可分為：氧化磨損、特殊介質(zhì)腐蝕磨損、氣蝕和微動(dòng)磨損。第67頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天(3)氧化磨損:氧化磨損機(jī)理：當(dāng)金屬摩擦副在氧化性介質(zhì)中工作時(shí),表面生成一層氧化膜，避免金屬間的直接接觸，在摩擦過(guò)程中，表面所生成的氧化膜被磨掉,但又很快地形成新的氧化膜，如此周而復(fù)始，這個(gè)過(guò)程所造成的材料損傷為氧化磨損。

可見(jiàn)氧化磨損是化學(xué)氧化和機(jī)械磨損兩種作用相繼進(jìn)行的過(guò)程。第68頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天由于大氣中含有氧，因此氧化磨損是最常見(jiàn)的一種磨損形式，一般氧化磨損率較其他磨損輕微的多。若形成的是脆性氧化膜，由于氧化膜與基體連結(jié)的抗剪切強(qiáng)度較差,其磨損速率大于氧化速率,所以磨損量大。若形成的是韌性氧化膜,由于氧化膜與基體連結(jié)處的抗剪切強(qiáng)度較高,其磨損速率小于氧化速率,氧化膜能起減摩耐磨作用,所以氧化磨損量較小。第69頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天氧化磨損的影響因素a.滑動(dòng)速度的影響在載荷不變的條件下，磨損類(lèi)型與速度都隨滑動(dòng)速度而變化，如圖所示。當(dāng)滑動(dòng)速度很小時(shí)，摩擦表面被Fe2O3覆蓋，主要是氧化磨損，磨損量很小。隨速度的增大，氧化膜破裂，金屬的直接接觸，轉(zhuǎn)化為粘著磨損，磨損量顯著增大?；瑒?dòng)速度再高，摩擦溫度上升，有利于氧化膜形成Fe3O4，表面生成又轉(zhuǎn)為氧化磨損，磨損量又減小。如摩擦速度再增大，將再次轉(zhuǎn)化為粘著磨損，且磨損劇烈。第70頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天b.載荷的影響下圖是滑動(dòng)速度保持一定而改變載荷所得到的鋼對(duì)鋼磨損實(shí)驗(yàn)結(jié)果。隨著載荷的增大，磨損由氧化磨損轉(zhuǎn)變?yōu)檎持p。載荷小產(chǎn)生氧化磨損,磨屑主要是Fe2O3；當(dāng)載荷達(dá)到W0后,磨屑是FeO、Fe2O3

和Fe3O4的混合物。載荷超過(guò)Wc以后,便轉(zhuǎn)入危害性的粘著磨損。第71頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天c.氧化膜硬度的影響磨損與氧化膜硬度值H0，基體金屬硬度值H有關(guān)。若H0>H，氧化膜容易破碎，產(chǎn)生磨損。若H0≈H，在小載荷引起小變形時(shí)，氧化膜和基體金屬同時(shí)變形，氧化磨損小些，若變形量大，則氧化膜同樣容易破碎，產(chǎn)生磨損。若H0與H都很高，載荷引起的變形小，氧化膜不易破碎，此時(shí)的耐磨性好。d.介質(zhì)含氧量的影響介質(zhì)含氧量會(huì)直接影響磨損率。金屬在還原性氣體、惰性氣體、純氧介質(zhì)中，其磨損量都比在空氣中大。這是因?yàn)榭諝庵兴纬傻难趸?qiáng)度高，與基體金屬結(jié)合牢固的緣故。第72頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天e.潤(rùn)滑狀態(tài)的影響用油脂潤(rùn)滑時(shí)，油脂除了起減磨作用外，又隔絕摩擦表面與空氣中氧的直接接觸，使氧化膜的生成速度減緩，但油脂與氧的反應(yīng)，生成酸性氧化物，會(huì)腐蝕摩擦面。生產(chǎn)中有時(shí)利用危害性小的腐蝕磨損以防止危害性大的粘著磨損。如汽車(chē)后橋中采用雙曲線齒輪傳動(dòng)，由于雙曲線齒輪副接觸應(yīng)力較大，極易產(chǎn)生早期粘著磨損。為了阻止這種粘著磨損，在潤(rùn)滑中有意加入腐蝕性極壓添加劑，使油膜強(qiáng)度提高，寧可產(chǎn)生較低的腐蝕磨損，而避免嚴(yán)重的粘著磨損出現(xiàn)。第73頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天(4)特殊介質(zhì)腐蝕磨損:對(duì)于在化工設(shè)備中工作的摩擦副，由于金屬表面與酸、堿、鹽等特殊介質(zhì)發(fā)生化學(xué)腐蝕作用而造成的磨損。其腐蝕磨損的機(jī)理與氧化磨損相似,但腐蝕磨損速度較快，磨損痕跡較深,磨損量也較大。磨屑呈顆粒狀和絲狀,它們是表面金屬與周?chē)橘|(zhì)的化合物。此外，金屬表面還可能與某些特殊介質(zhì)作用，而生成耐磨性較好的保護(hù)膜。特殊介質(zhì)腐蝕磨損的影響因素a.介質(zhì)性質(zhì)和溫度的影響鋼的磨損率隨著介質(zhì)腐蝕性的增強(qiáng)而加快。鋼的磨損率隨著溫度的升高而增大。第74頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天b.合金元素的影響有些元素，如鎳、鉻、鈦等在特殊介質(zhì)作用下，易形成化學(xué)結(jié)合力較高、結(jié)構(gòu)致密的鈍化膜，從而減輕腐蝕磨損。鎢、鉬兩金屬在500oC以上，表面生成保護(hù)膜，使摩擦系數(shù)堿小，故鎢、鉬是抗高溫腐蝕磨損的重要金屬材料。此外，由碳化鎢、碳化鈦等組成的硬質(zhì)合金都具有高抗腐蝕磨損能力。含鎘、鉛等元素的滑動(dòng)軸承材料很容易被潤(rùn)滑油里的酸性物質(zhì)腐蝕，在軸承表面上生成黑點(diǎn)，逐漸擴(kuò)展成海綿狀空洞，在摩擦過(guò)程中成小塊剝落。

含銀、銅等元素的軸承材料在溫度不高時(shí)，與油中硫化物生成硫化物膜，能起減摩作用，但高溫時(shí)膜易破裂，如硫化銅膜，性質(zhì)硬而脆，極易剝落。第75頁(yè),共83頁(yè)，2024年2月25日，星期天(5)氣蝕:定義：氣蝕是固體表面與液體相對(duì)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的表面損傷，通常發(fā)生在水泵零件、水輪機(jī)葉片和船舶螺旋槳等表面。氣蝕的機(jī)理：當(dāng)液體在與固體表面接觸處的壓力低于它的蒸發(fā)壓力時(shí)，將在固體表面附近形成氣泡。另外，溶解在液體中的氣體也可能析出而形成