材料耐磨性的研究

《材料耐磨性的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、材料耐磨性的研究关键词：材料；磨损；耐磨性0前言蘑损是工业领域和日常生活屮常见的现象，也是造成材料和能源损失的一个重要原因。磨损问题涉及的范围很广。材料耐磨性作为工程研究,其目的和兴趣所在是产品制造和产品生产过程中的磨损问题以及研究如何防止或减少磨损的工艺措施和方法。研究磨损的历史是和摩擦学的发展紧密联系的。根据我国国情和经济发展的需要，结合工业领域中存在的各种磨损问题，大力开展有关磨损方面的基础理论和实际应用方面的研究,将能对我国经济建设作出巨大的贡献。1磨损的分类和原理要研究材料的耐磨性，首先要弄清楚磨损的机制。磨损过程的研究,相对摩擦

2、來讲起步较晚，对磨损许多问题的研究还很不够，对磨损的定义和分类尚不统一。但有一点是无疑的，当两个相对运动的物体表面发生摩擦时，必然产生磨损。这是到处可见的现象。这一现象，看上去很简单,实际上很复杂，影响因素很多，涉及弹一塑性力学、金属学、表面物理化学以及材料科学等多种学科。1.1磨损的分类蘑损是一个广泛的领域，可以说每一种蘑损都有几种性质不同、互不相关的机理存在，因此在分类上也常岀现混乱现象。尽管如此，人们还是根据不同条件，进行了不同的分类，常见的分类方法见图1所示⑴。在这些类型的磨损中，磨料磨损最为普遍存在，约占各种磨损的50%,粘着磨损

3、次Z,约占15%,腐蚀蘑损位居第3位，约占8%,微动蘑损约占8%。磨损也可以按磨损破坏程度，即磨损速率分类，磨损速率在10-4^10-5mm3/(N•mm)以上为严重磨损；磨损速率在10-7^10-8mm3/(N-mm)以下为轻微蘑损［2］。1.2磨损的原理从物理与化学观点分析，磨损是发生在两物体相对运动的表面，而且是在很薄的一层工作表面上，在磨损过程中一个重要的特征是机械能转变为热能，加热与冷却都以非常快的速度进行，物体表面具有相当大的活性和相当高的自由能，材料表面与亚表面的组织与性能同内部是不一样的。对固体金属来说，当温度低时，原子活动

4、较弱，低温变形后，表面的原子数将不会有多大变化，而在高的温度下，表面原子的活动能力增强，因此，材料的结构可能会岀现某种程度的重新调整与改变，结果使金属性质和能量发生变化。材料表面原子会与环境(介质)发生相互作用，产生物理吸附、化学吸附或化学反应，使材料表面可能产生加工硬化层或者形成表面织构，将会影响材料的磨损过程。可以说磨损是一个动态过程。1物体表面的原子极靠近，甚至进入斥力场，在相对运动时，两表面分子就会产生能量损耗。在相对运动中将有些原子进入斥力场，而有另一些原子将离开斥力场，其变化大小，决定于接触程度，而其定量数决定于统计学的相率。当

5、两物体充分接近时，原子将被排斥而其自然的趋向是回到它原来的位置上去，然而这是个似乎不可能的假说，即原子可能被撞击出,并运动得足够远，以至进入相对表面上另一个原子场内，在这里得到新的平衡位置。也就是说原子可以从一个物体表面上被对面的另一个物体表面俘获去。按汤姆林逊的著作，这就是磨损的实质［3］。磨损过程的研究，相对摩擦来讲起步较晚，对磨损许多问题的研究还很不够，对磨损的定义和分类尚不统一。但有一点是无疑的，当两个相对运动的物体表面发生摩擦时，必然产生蘑损。这是到处可见的现象。这一现象，看上去很简单，实际上很复杂，影响因素很多，涉及弹一塑性力学

6、、金属学、表面物理化学以及材料科学等多种学科，虽然经过了较长时间2从原子与作用力分析，由于相互接触的两物体表面，其中一物体表面的原子可能与另一图1磨损的分类的大量研究，但迄今为止对磨损机理的研究还很不够，也还没有一个可靠的简明的定量公式。磨损是摩擦学研究的摩擦、磨损与润滑三大课题之一，三者之间摩擦是根源，磨损是结果，润滑是减少磨损有效的手段。磨损又是机械零件三种主要破坏形式之一，即磨损、腐蚀和断裂，由此可见，磨损比摩擦更重要，但到目前为止，人们对磨损的研究，居多还限于孤立地或针对特定的机制进行。主要是对运动物体表團润滑介质和环境的研究，而对

7、磨损过程物理机制、磨损动力学、磨粒的形成等研究很少。人们对磨损的理解也比对摩擦的理解相差很远。对大多数不同性质的材料来说，在空倍，例如气中的摩擦系数相差大约不超过20倍。磨损似乎比摩擦更复杂更敏感，比如软固体比硬固体容易磨损，而口磨损随着载荷和滑动距离的增加而增加，但是,也有例外，聚乙烯比钢软蘑损反而小。蘑损影响因素甚多又十分复杂，其中环境因素有温度、湿度及周围介质；润滑条件和工作条件，像载荷、速度及运动方式；还有材料的成分、组织及工作表面的物理化学性质等诸多因素屮，哪一个有变化都会引起蘑损量的改变，同时也有可能引起机理发牛变化。系统的研究

8、磨损机理以求得磨损变量与磨损系数以及材料结构性质之间的定量关系。磨损按不同机理和条件，主要分为四大基本类型如图2所示⑷。图2主要磨损类型示意图(a)属粘着磨损，主耍特征是蘑损表面