第四章摩擦磨損實(shí)驗(yàn)及檢測(cè)分析技術(shù)

一、概述1、摩擦磨損實(shí)驗(yàn)研究的必要性：要研究摩擦學(xué)的理論，確定各種因素對(duì)摩擦、磨損性能的影響，研究新的耐磨、減摩及摩阻材料和評(píng)定各種耐磨表面處理的摩擦、磨損性能，必須掌握摩擦磨損實(shí)驗(yàn)技術(shù)。摩擦磨損實(shí)驗(yàn)技術(shù)包括兩個(gè)方面，即：摩擦磨損實(shí)驗(yàn)方法和摩擦磨損實(shí)驗(yàn)測(cè)試裝置。二、摩擦磨損實(shí)驗(yàn)的分類(lèi)：

目前采用的實(shí)驗(yàn)方法可以歸納為下列三類(lèi)：1、實(shí)驗(yàn)室試件實(shí)驗(yàn)根據(jù)給定的工況條件,在通用的摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)上對(duì)尺寸較小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的試件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。由于實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)的環(huán)境條件和工況參數(shù)容易控制,因而實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的重復(fù)性較高,實(shí)驗(yàn)周期短,實(shí)驗(yàn)條件的變化范圍寬,可以在短時(shí)間內(nèi)取得比較系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。但由于實(shí)驗(yàn)條件與實(shí)際工況不完全符合,因而實(shí)驗(yàn)結(jié)果往往實(shí)用性較差。實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)主要用于：各種類(lèi)型的摩擦磨損機(jī)理和影響因素的研究,以及摩擦副材料、工藝和潤(rùn)滑劑性能的評(píng)定。2、模擬性臺(tái)架實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)所選定的參數(shù)設(shè)計(jì)實(shí)際的零件，模擬零件的實(shí)際工作條件，進(jìn)行臺(tái)架實(shí)驗(yàn)。

由于臺(tái)架實(shí)驗(yàn)的條件接近實(shí)際工況，增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性。同時(shí)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)條件的強(qiáng)化和嚴(yán)格控制，也可以在較短的時(shí)間內(nèi)獲得系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；并且能夠預(yù)先給定可控制的工況條件，并能夠測(cè)得各種摩擦磨損的參數(shù)，進(jìn)行摩擦磨損性能影響因素的研究。

臺(tái)架實(shí)驗(yàn)的主要目的在于：校驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性和零件磨損性能設(shè)計(jì)的合理性。常見(jiàn)的臺(tái)架實(shí)驗(yàn)臺(tái)有：軸承實(shí)驗(yàn)臺(tái)、齒輪實(shí)驗(yàn)臺(tái)、凸輪挺桿實(shí)驗(yàn)臺(tái)等。3、實(shí)際使用實(shí)驗(yàn)

在上述兩種實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,對(duì)實(shí)際零件進(jìn)行使用實(shí)驗(yàn)，使用實(shí)驗(yàn)是在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)現(xiàn)場(chǎng)條件下進(jìn)行的。

這種實(shí)驗(yàn)的真實(shí)性和可靠性最好。

但是實(shí)驗(yàn)周期長(zhǎng)、費(fèi)用大,實(shí)驗(yàn)結(jié)果是各種影響因素的綜合表現(xiàn)，因而難以對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行深入分析。這種方法通常用作檢驗(yàn)前兩種實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的一種手段。**上述幾種類(lèi)型的試驗(yàn)各有特點(diǎn)，在磨損磨損研究工作中，通常先在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行試樣實(shí)驗(yàn)，然后再進(jìn)行模擬性臺(tái)架實(shí)驗(yàn)和實(shí)際使用實(shí)驗(yàn)，構(gòu)成一個(gè)所謂的“實(shí)驗(yàn)鏈”。三、摩擦磨損實(shí)驗(yàn)的模擬問(wèn)題和實(shí)驗(yàn)參數(shù)選擇：1、摩擦磨損試驗(yàn)?zāi)M摩擦磨損性能是摩擦學(xué)系統(tǒng)在給定條件下的綜合性能,因此,實(shí)驗(yàn)結(jié)果的普適性較低。所以在實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)當(dāng)盡可能地模擬實(shí)際工況條件。2、實(shí)驗(yàn)參數(shù)的選擇模擬的摩擦磨損試驗(yàn)系統(tǒng)中最多有四種參數(shù)可以與實(shí)際摩擦系統(tǒng)不同：①載荷；②速度；③時(shí)間；④試樣尺寸和形狀。而在其他方面，例如摩擦運(yùn)動(dòng)方式、引起磨損的機(jī)理、組成摩擦系統(tǒng)的各要素及其材料性質(zhì)、摩擦?xí)r的溫度及摩擦溫升、摩擦系數(shù)等模擬的和實(shí)際的系統(tǒng)兩者必須相同或相似。

四、摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)：1、摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)分類(lèi)按摩擦副的接觸形式和運(yùn)動(dòng)方式分：點(diǎn)、線、面接觸；滑動(dòng)、滾動(dòng)、滾滑、往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

2、常用的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)(1)四球式試驗(yàn)機(jī)工作原理：

由四球(1個(gè)上球3個(gè)下球)組成摩擦副(如圖所示)，上球卡在夾頭內(nèi)，下球組固定不動(dòng)，上球與下球組相接觸。工作時(shí)，上球由主軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，通過(guò)加載系統(tǒng)向下球組加載。主要用途：

主要用來(lái)評(píng)定潤(rùn)滑劑的性能。

該試驗(yàn)機(jī)的評(píng)定指標(biāo)有：磨損一負(fù)荷曲線：在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)上，基于不同負(fù)荷下三個(gè)固定鋼球的平均磨痕直徑所作的曲線。赫茲線：由于彈性變形所產(chǎn)生的圓形接觸面的理論直接與靜載荷的關(guān)系。①最大無(wú)卡咬負(fù)荷PB：在試驗(yàn)條件下不發(fā)生卡咬的最高負(fù)荷，它代表油膜強(qiáng)度。卡咬：鋼球摩擦面之間出現(xiàn)局部的金屬轉(zhuǎn)移。這種現(xiàn)象以摩擦和磨損增大為標(biāo)志，并導(dǎo)致三個(gè)固定球上呈現(xiàn)粗糙的磨痕，轉(zhuǎn)動(dòng)球上呈現(xiàn)粗糙的環(huán)。②燒結(jié)負(fù)荷PD：試驗(yàn)條件下使鋼球發(fā)生燒結(jié)的最低負(fù)荷，它代表潤(rùn)滑劑的極限工作能力。燒結(jié)：試件摩擦面之間出現(xiàn)金屬熔化，并使之相互結(jié)合的現(xiàn)象，此時(shí)四個(gè)球就燒結(jié)在一起形成寶塔形。(2)環(huán)塊式試驗(yàn)機(jī)又稱(chēng)Timken試驗(yàn)機(jī)，用于線接觸摩擦副的摩擦磨損試驗(yàn)。工作原理：主動(dòng)件是標(biāo)準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)圓環(huán)，被動(dòng)件是被固定的標(biāo)準(zhǔn)尺寸矩形塊。通過(guò)測(cè)量不同載荷下，被動(dòng)試件矩形塊上出現(xiàn)的條形磨痕寬度，以及摩擦副材料間的摩擦力、摩擦系數(shù)，來(lái)評(píng)定潤(rùn)滑劑的承載能力以及摩擦副材料的摩擦磨損性能。

(3)銷(xiāo)盤(pán)式試驗(yàn)機(jī)用于面接觸摩擦副的摩擦磨損試驗(yàn)。工作原理：試驗(yàn)時(shí)，銷(xiāo)固定不動(dòng)，盤(pán)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。通過(guò)力傳感器采集試驗(yàn)過(guò)程總摩擦力和載荷的變化，通過(guò)位移傳感器對(duì)試樣的總磨損進(jìn)行測(cè)量。主要用于在滑動(dòng)條件下，評(píng)價(jià)材料的摩擦系數(shù)和磨損率，研究工況參數(shù)對(duì)摩擦性能和磨損機(jī)理的影響，是目前用途最廣泛的摩擦磨損試驗(yàn)設(shè)備。四、摩擦磨損實(shí)驗(yàn)中的參數(shù)測(cè)量

1、摩擦系數(shù)或摩擦力的測(cè)量機(jī)械式：載荷W通過(guò)上試件1加到下試件2上。下試件(半徑為r)旋轉(zhuǎn)，上試件固定。試樣間的摩擦力使下主軸產(chǎn)生一個(gè)力矩，此時(shí)與主軸相連的砝碼產(chǎn)生一個(gè)偏角，來(lái)平衡摩擦力產(chǎn)生的摩擦力矩，偏角反應(yīng)了摩擦力矩P的大小，可以直接從標(biāo)尺讀出，由此摩擦力矩可以換算出試件上的摩擦系數(shù)μ

μ=P/(Wr)電測(cè)法：把壓力傳感器附加到測(cè)力元件上，將摩擦力轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，輸入到測(cè)量和記錄儀上，自動(dòng)記錄下摩擦過(guò)程中摩擦力的變化。這種方法目前已普遍應(yīng)用。2、磨損量的測(cè)量：機(jī)械零件的磨損量可以用磨下材料的質(zhì)量、體積或者磨去的厚度來(lái)表示。磨損重量計(jì)量法a.稱(chēng)重法：用稱(chēng)量試件在實(shí)驗(yàn)前后的質(zhì)量變化來(lái)確定磨損量。這種方法簡(jiǎn)單，采用最普遍。通常采用精密分析天平稱(chēng)重，測(cè)量精度為0.1mg。由于測(cè)量范圍的限制，稱(chēng)量法僅適用于小試件。為保證稱(chēng)重的精度，試件在稱(chēng)重前應(yīng)當(dāng)清洗干凈并烘干，避免表面有污物或濕氣而影響重量的變化。對(duì)于多孔性材料，在磨損過(guò)程中容易進(jìn)入油污而不易清洗，稱(chēng)重法往往誤差很大。若試件在摩擦過(guò)程中重量損失不大，而只發(fā)生較大的塑性變形，則稱(chēng)量法不能反映表面磨損的真實(shí)情況。b.沉淀法或化學(xué)分析法：將潤(rùn)滑油中所含的磨屑經(jīng)過(guò)過(guò)濾或者沉淀分離出來(lái)，再由稱(chēng)重法測(cè)量磨屑質(zhì)量。也可以采用定量分析化學(xué)的方法測(cè)量潤(rùn)滑油中所含磨屑的組成和質(zhì)量。

磨損厚度計(jì)量法a.測(cè)長(zhǎng)法：測(cè)長(zhǎng)法是測(cè)量摩擦表面法向尺寸在試驗(yàn)前后的變化來(lái)確定磨損量。

常用測(cè)量長(zhǎng)度儀器，如千分尺、千分表、測(cè)長(zhǎng)儀、萬(wàn)能工具顯微鏡、讀數(shù)顯微鏡等。

為了便于測(cè)量，往往在摩擦表面人為地做出測(cè)量基準(zhǔn)，然后以此測(cè)量基準(zhǔn)來(lái)量度摩擦表面的尺寸變化，測(cè)量基準(zhǔn)是根據(jù)試件形狀和尺寸，在不影響試驗(yàn)結(jié)果的條件下設(shè)置的，其形式有：壓痕法：壓痕法是通過(guò)事先在試樣表面壓出壓痕，再根據(jù)磨損前后壓痕尺寸的變化來(lái)計(jì)算試樣的磨損量。如磨損試驗(yàn)前用維氏硬度計(jì)壓頭在試樣表面上打出壓坑，如圖所示，測(cè)出其對(duì)角線長(zhǎng)度d2，試驗(yàn)后再測(cè)出壓痕的對(duì)角線長(zhǎng)度d1，則試驗(yàn)中磨損的深度為：△h=(d2-d1)/m。**因?yàn)閴汉圻^(guò)程并非是完全塑性變形,所以壓坑與壓頭的形狀不完全相同?？紤]彈性變形的影響應(yīng)將m數(shù)值增大。當(dāng)錐面角α=136°時(shí),根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可按以下數(shù)值選取:塑性良好的金屬例如鉛,選取m=7;鑄鐵,選取m=7.6～8.2；軸承鋼,選取m=7.7～8.4。壓痕法產(chǎn)生誤差的另一個(gè)因素是壓坑四周形成鼓起,使表面形狀變化，并影響摩擦副的配合性質(zhì)和磨損測(cè)量精度。**壓痕法和切槽法只適用于磨損量不大而表面光滑的試件。由于這兩種方法都要局部破壞試件的表層,因而不能用于研究磨損過(guò)程中表面層的組織結(jié)構(gòu)的變化。切槽法：切槽法測(cè)磨損與壓痕法十分相似,用回轉(zhuǎn)刀具刻出月牙形槽，切槽法排除了彈性變形回復(fù)和四周鼓起的影響。根據(jù)幾何關(guān)系，切槽寬度和磨損深度的關(guān)系為：r-刀刃的回轉(zhuǎn)半徑；R-試件的表面曲率半徑，平面時(shí)R=∞，凸面用“+”，凹面用“-”b.表面輪廓法：當(dāng)磨損厚度不超過(guò)表面粗糙峰高度的磨損時(shí)，用表面輪廓儀可以直接測(cè)量磨損前后表面輪廓的變化來(lái)確定零磨損量。

當(dāng)測(cè)量磨損厚度超過(guò)表面粗糙度的磨損必須采用測(cè)量基準(zhǔn)。下圖給出兩種測(cè)量基準(zhǔn),圖(a)是用未磨損表面作為基準(zhǔn),而圖(b)是在表面上開(kāi)設(shè)一個(gè)楔形槽,根據(jù)磨損前后楔形槽寬B和b的數(shù)值計(jì)算磨損厚度h。c.非接觸式測(cè)量法：

以上測(cè)量磨損量的方法都要拆卸部分機(jī)器零件，當(dāng)重復(fù)試驗(yàn)時(shí)，反復(fù)拆卸會(huì)改變?cè)嚇拥南鄬?duì)位置，破壞摩擦表面的磨合性。用非接觸式測(cè)量法可以避免這方面的缺陷。非接觸式測(cè)量磨損方法的原理如圖所示：非接觸式傳感器裝在靠近基準(zhǔn)板的地方。此基準(zhǔn)板與上試樣連為一體。當(dāng)磨損使上試件下沉?xí)r，則傳感器與基準(zhǔn)板之間間隙增加，傳感器得到此位移信號(hào)，經(jīng)儀表檢測(cè)放大就可以反映出磨損變化情況。

磨損體積計(jì)量法a.放射性同位素法：將摩擦表面經(jīng)放射性同位素活化,則在磨損過(guò)程中落入潤(rùn)滑油中的磨屑具有放射性。因此定期地測(cè)定潤(rùn)滑油的放射性強(qiáng)度,就可以換算出磨損量隨時(shí)間的變化。放射性同位素方法最大的優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量磨損量的靈敏度高,可達(dá)10-7～10-8g。**沉淀法（或化學(xué)分析法）和放射性同位素法這兩種方法測(cè)量的是整個(gè)表面的總磨損量，無(wú)法確定摩擦表面的磨損分布。此外，潤(rùn)滑油的合理取樣是保證測(cè)量精度的關(guān)鍵。

３、摩擦溫度的測(cè)量摩擦?xí)r，接觸表面溫度高低和分布情況對(duì)摩擦磨損性能影響很大，因此測(cè)量摩擦表面溫度很重要。測(cè)量摩擦副表面溫度的主要方法有熱電偶和遠(yuǎn)紅外輻射測(cè)溫法。復(fù)習(xí)一摩擦磨損實(shí)驗(yàn)的分類(lèi)：1、實(shí)驗(yàn)室試件實(shí)驗(yàn)：根據(jù)給定的工況條件,在通用的摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)上對(duì)尺寸較小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的試件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。2、模擬性臺(tái)架實(shí)驗(yàn)：在實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)所選定的參數(shù)設(shè)計(jì)實(shí)際的零件，模擬零件的實(shí)際工作條件，進(jìn)行臺(tái)架實(shí)驗(yàn)。3、實(shí)際使用實(shí)驗(yàn)：在上述兩種實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,對(duì)實(shí)際零件進(jìn)行使用實(shí)驗(yàn)，使用實(shí)驗(yàn)是在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)現(xiàn)場(chǎng)條件下進(jìn)行的。＊＊在磨損磨損研究工作中，通常先在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行試樣實(shí)驗(yàn)，然后再進(jìn)行模擬性臺(tái)架實(shí)驗(yàn)和實(shí)際使用實(shí)驗(yàn)，構(gòu)成一個(gè)所謂的“實(shí)驗(yàn)鏈”。二、摩擦磨損實(shí)驗(yàn)的模擬問(wèn)題和實(shí)驗(yàn)參數(shù)選擇：實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)當(dāng)盡可能地模擬實(shí)際工況條件，選擇和實(shí)際工作系統(tǒng)相同或相似的試驗(yàn)參數(shù)。三、摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)1、摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)分類(lèi)按摩擦副的接觸形式和運(yùn)動(dòng)方式分：點(diǎn)、線、面接觸；滑動(dòng)、滾動(dòng)、滾滑、往復(fù)運(yùn)動(dòng)。2、常用的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)(1)四球式試驗(yàn)機(jī)主要用來(lái)評(píng)定潤(rùn)滑劑的性能。該試驗(yàn)機(jī)的評(píng)定指標(biāo)有：①最大無(wú)卡咬負(fù)荷PB：卡咬：鋼球摩擦面之間出現(xiàn)局部的金屬轉(zhuǎn)移。②燒結(jié)負(fù)荷PD：燒結(jié)：試件摩擦面之間出現(xiàn)金屬熔化，并使之相互結(jié)合的現(xiàn)象。(2)環(huán)塊式試驗(yàn)機(jī)用于線接觸摩擦副的摩擦磨損試驗(yàn)。評(píng)定潤(rùn)滑劑的承載能力以及摩擦副材料的摩擦磨損性能。(3)銷(xiāo)盤(pán)式試驗(yàn)機(jī)用于面接觸摩擦副的摩擦磨損試驗(yàn)。主要用于在滑動(dòng)條件下，評(píng)價(jià)材料的摩擦系數(shù)和磨損率，研究工況參數(shù)對(duì)摩擦性能和磨損機(jī)理的影響。四、摩擦磨損實(shí)驗(yàn)中的參數(shù)測(cè)量１、摩擦系數(shù)或摩擦力的測(cè)量機(jī)械式；電測(cè)法；2、磨損量的測(cè)量：磨損量可以用磨下材料的質(zhì)量（重量）、體積或者磨去的厚度來(lái)表示。①磨損重量計(jì)量法a.稱(chēng)重法：僅適用于小試件；稱(chēng)重前應(yīng)當(dāng)清洗干凈并烘干；不適用多孔材料；不適用摩擦過(guò)程中重量損失不大，而只發(fā)生較大的塑性變形的材料。b.沉淀法或化學(xué)分析法：將潤(rùn)滑油中所含的磨屑經(jīng)過(guò)過(guò)濾或者沉淀分離出來(lái)，再由稱(chēng)重法測(cè)量磨屑質(zhì)量。②磨損厚度計(jì)量法a.測(cè)長(zhǎng)法：測(cè)量摩擦表面法向尺寸在試驗(yàn)前后的變化來(lái)確定磨損量。壓痕法：則試驗(yàn)中磨損的深度為：△h=(d2-d1)/m。切槽法：切槽寬度和磨損深度的關(guān)系為：b.表面輪廓法：當(dāng)測(cè)量磨損厚度超過(guò)表面粗糙度的磨損必須采用測(cè)量基準(zhǔn)。c.非接觸式測(cè)量法：當(dāng)磨損使上試件下沉?xí)r，則傳感器與基準(zhǔn)板之間間隙增加，傳感器得到此位移信號(hào)，經(jīng)儀表檢測(cè)放大就可以反映出磨損變化情況。③磨損體積計(jì)量法a.放射性同位素法：將摩擦表面經(jīng)放射性同位素活化,則在磨損過(guò)程中落入潤(rùn)滑油中的磨屑具有放射性。因此定期地測(cè)定潤(rùn)滑油的放射性強(qiáng)度,就可以換算出磨損量隨時(shí)間的變化。３、摩擦溫度的測(cè)量主要方法有熱電偶和遠(yuǎn)紅外輻射測(cè)溫法。五、磨損微粒的分析技術(shù)

對(duì)磨損產(chǎn)物－磨粒的成分和形態(tài)的分析，不僅是研究磨損機(jī)理的主要方法之一，而且是工程上磨損預(yù)測(cè)和工程監(jiān)控的重要手段。光譜分析法：光譜分析是利用組成物質(zhì)的原子在一定條件下能發(fā)射具有各自特征的光譜的性質(zhì)，用來(lái)分析潤(rùn)滑油中的金屬含量。因?yàn)槊糠N元素都有各自的特征光譜線，并且每種元素所發(fā)射特征光譜線的強(qiáng)度都與它在物質(zhì)中的含量有關(guān)，所以可通過(guò)對(duì)光譜分析，確定物質(zhì)中含有的化學(xué)成分及含量。光譜分析法具有極高的靈敏度和準(zhǔn)確度，且分析速度快，通常應(yīng)用于鐵路機(jī)車(chē)和船舶柴油機(jī)以及航空發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損檢測(cè)，以防止故障發(fā)生。

鐵譜分析法：分析式鐵譜儀的結(jié)構(gòu)原理如圖所示：從運(yùn)轉(zhuǎn)的摩擦機(jī)械系統(tǒng)的潤(rùn)滑劑中提取一定量的油樣，經(jīng)過(guò)能促進(jìn)磨損微粒沉淀的特殊溶劑稀釋后，由低流量泵送到并流過(guò)透明基片。由于基片是裝在略微傾斜的斜面上的，磁場(chǎng)力呈梯度分布，所以微粒就粘附在底片上并接近按大小分布?；系哪チ＝?jīng)去油和固定后，便制成了鐵譜圖。

右圖為一典型的鐵譜片,其中沉積的顆粒表現(xiàn)為沿玻璃片中間的一條暗帶。

鐵譜技術(shù)對(duì)磨粒的識(shí)別與分析主要分為定性分析和定量分析兩種方式。定性鐵譜分析：利用光學(xué)顯微鏡對(duì)鐵譜片上沉淀的磨粒進(jìn)行形貌、尺寸大小和成分的分析，建立磨損狀態(tài)類(lèi)型與磨損顆粒形態(tài)的相互關(guān)系，判別摩擦副的磨損程度以確定失效情況和磨損部位。例如：正常磨損的磨屑一般呈薄片狀；磨粒和切削磨損形成的磨屑具有螺旋狀或卷曲狀，這種磨粒的集中出現(xiàn)是嚴(yán)重磨損過(guò)程的表現(xiàn)，若數(shù)目急劇增多，則表面機(jī)器損壞即將開(kāi)始。氧化磨損或腐蝕磨損形成的磨屑是由化合物組成的，在有色光作用下不同成分的磨料顯示出不同的顏色，以此確定磨粒的材料類(lèi)型，進(jìn)而判斷磨損的具體位置。定量鐵譜分析：

通常先采用鐵譜光密度計(jì)來(lái)測(cè)量鐵譜片上不同位置上磨粒沉積物的光密度，從而求得磨粒的尺寸、大小分布以及微?？偭俊Ｋ^光密度是投射過(guò)透明鐵譜片的光強(qiáng)度與透射過(guò)含有磨粒的鐵譜片的光強(qiáng)度之比，與磨屑的覆蓋面積成正比，那么用光密度值就可以推算鐵譜片上磨屑量的多少。一般在鐵譜片上55mm(大磨粒沉積處)和49mm(小磨粒沉積處)兩處測(cè)量磨粒的光密度，以AL和AS分別表示大、小磨粒光密度的讀數(shù)。通過(guò)測(cè)出鐵譜片上大、小磨粒的光密度，由此確定大磨粒和小磨粒的相對(duì)含量。

當(dāng)機(jī)器在正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下(除磨合階段外)，

AL一般稍大于AS，但差別不顯著，這說(shuō)明磨損處于穩(wěn)定狀態(tài)。在非正常磨損狀態(tài)下，

AL將顯著地大于AS，而且磨粒量急劇增多。因此，磨損變化程度可用磨粒數(shù)量和大小磨粒數(shù)量差值兩個(gè)特征量表示?？偰p量Iq=AL+AS

，表示不同時(shí)間磨粒數(shù)量的變化，對(duì)應(yīng)于機(jī)器的磨損量和磨損率，當(dāng)嚴(yán)重磨損開(kāi)始時(shí)，其數(shù)值急劇增大，稱(chēng)為磨損定量指數(shù)。大小磨粒數(shù)量差值Is=AL-AS表示不同時(shí)間磨粒尺寸比例的相對(duì)變化，反映磨損不正常程度，其數(shù)值越大說(shuō)明磨損越惡化，故稱(chēng)為磨損嚴(yán)重性指數(shù)。綜上兩個(gè)方面的影響因素，對(duì)于整個(gè)磨損情況可以用磨損指數(shù)方程：IA磨損度指數(shù)；

Iq磨損定量指數(shù)；

Is磨損嚴(yán)重性指數(shù)；根據(jù)這些指數(shù)可以判斷磨損系統(tǒng)狀態(tài)是否正常。在磨粒分析方面，鐵譜和光譜分析各有所長(zhǎng)。鐵譜法能將磨粒按尺寸大小排列，并反映出顆粒的形狀、磨損的性質(zhì)，但進(jìn)一步定性定量分析有困難；光譜法能夠區(qū)別磨粒的中含有的元素成分及含量，但對(duì)于大于2μm的微粒即失去檢測(cè)的效能，而很多機(jī)械失效時(shí)，磨粒尺寸往往大于2μm。因此，分析磨粒最好兩種方法聯(lián)合使用，可以相互補(bǔ)充，使檢測(cè)效果較好。六、摩擦表面的形態(tài)分析

由于摩擦現(xiàn)象發(fā)生在表面層，表層組織結(jié)構(gòu)的變化是研究摩擦磨損規(guī)律和機(jī)理的關(guān)鍵，現(xiàn)