材料磨损原理.ppt

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1、滚动摩擦一、定义滚动摩擦是一个物体（滚动体）在另一个物体的表面（可以是平面或是曲面）上滚动时遇到的阻力，滚动体一般是球体或圆柱体等回转体。滚动接触疲劳：是在一对滚动接触的接触副相接触过程中，由于接触区的循环力作用，导致材料表面或次表面形成裂纹并发展以至于材料疲劳损伤失效。钢轨和车轮的滚动接触疲劳对于世界上许多国家的铁路工业来说都是一个相当严重的问题。滚动接触疲劳的形成机理裂纹源及萌生机理：1）疲劳裂纹起源于表面。（棘齿效应导致材料塑性变形最终形成裂纹）。棘齿效应由于接触材料表面在相当高的摩擦力作用下，造成材

2、料表面的塑性流动，当材料的塑性流动超过变形极限，则形成表面材料开裂，由如此循环作用的不断累积，在材料表面形成棘齿状形貌，这一过程则称为棘齿效应疲劳裂纹起源于次表面：裂纹起源于最大切应力处，材料表面受到切向作用力而在材料表面及内部形成剪切应变的一个应力场，当材料内部的形变达到韧性极限则出现裂纹状的空洞，导致轮轨发生麻点剥落，剥离，断裂。影响因素材料自身（主要因素）：钢轨钢的组织结构中各相的成分以及含量多少对滚动接触疲劳会产不同程度的影响外部条件：表面光洁度（水或油被当作是引起表面裂纹扩展的主要原因，被称为“第

3、三介质”）导致的结果：1）导致摩擦系数减小，进而使得列车的牵引和制动效果降低了。2）能使接触区范围内材料的组织结构发生改变，导致贝氏体的产生。蠕滑率的增加和车速的提高都能使轮轨接触面的温度和“第三介质”的温度增加，尤其是“第三介质”的温度增加得非常迅速，大约是轮轨界面温度的3倍改善措施材料自身：提高轮轨强度，硬度，减少马氏体组织的产生，加入铬、钒铬合金或是稀土元素改善工作条件：保持轮轨表面清洁，减少雨天等复杂天气行车优化轮轨型面：从锥形踏面到磨耗形踏面，从而减低了轮轨接触应力谢谢