材料磨损与耐磨材料ppt课件.ppt

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1、第一篇材料磨损基础Chapter1:材料的磨损Chapter2:固体表面结构与接触特性Chapter3:材料的磨损机理1CHAPTER3:材料的磨损机理§3.1粘着磨损§3.2磨粒磨损§3.3腐蚀磨损§3.4疲劳磨损§3.5冲蚀磨损§3.6微动磨损2§3.2磨粒磨损§3.2.1磨粒磨损的概念§3.2.2磨粒磨损的分类§3.2.3磨粒磨损基本模型与原理§3.2.4磨粒磨损的影响因素3§3.2.1磨粒磨损的概念磨粒磨损是硬的磨(颗)粒或硬的凸出物在与摩擦表面相互接触运动过程中，使表面材料发生损耗的一种现象或过程。4硬颗粒或凸出物一般为：非金属材料，如石英砂

2、、矿石等，也可能是金属，如落入齿轮间的金属屑等。磨粒磨损几乎没有一种是单一磨损机理引起的，经常是多种磨损机制综合作用的结果，而且随着磨损条件的变化，可能从一种机制转化为另一种机制。5磨粒磨损Abrasion(AbrasiveWear)的2个层次：粗糙表面上的硬微凸体对相对较软的摩擦配副表面的划伤；材料的工作表面随硬质颗粒的压入和摩擦所造成的磨损。6§3.2磨粒磨损§3.2.1磨粒磨损的概念§3.2.2磨粒磨损的分类§3.2.3磨粒磨损基本模型与原理§3.2.4磨粒磨损的影响因素7§3.2.2磨粒磨损的分类磨粒磨损是一种常见的磨损形式，也是最重要的磨损类

3、型。（1）一般将磨粒磨损分为三大类：第一、低应力擦伤式磨粒磨损，如图1.3-20。8低应力磨粒磨损——磨粒与材料表面间的作用力小于磨粒本身压溃强度时的力。磨损结果是在材料表面只发生微小的划痕（擦伤），既不使磨粒破碎又能使材料不断流失的磨损方式，宏观可见磨损表面比较光亮，高倍观察可见微细的磨沟或微坑一类磨损。典型零件如农机具的磨损、运输过程的溜槽、漏斗、料车等。9§3.2.2磨粒磨损的分类第二，高应力磨粒磨损也称碎式磨粒磨损，如下图所示。当磨粒与材料之间接触压应力大于磨粒的压溃强度时，韧性材料产生塑性变形或疲劳，脆性材料则发生碎裂或剥落。磨损的磨粒在压碎

4、前，几乎没有滚动和切削，对被磨表面的主要作用由接触处集中压应力造成。10对塑性材料，就像打硬度一样，磨粒使材料表面发生塑性变形，许许多多“压头”对材料表面作用，使之发生不定向流动，最后由疲劳而破坏。对于脆硬材料，几乎不发生塑性流动，磨损主要是脆性破裂的结果。典型零件是滚式破碎机中的辊轮等（见右图）。11§3.2.2磨粒磨损的分类第三，凿削式磨粒磨损，如图所示。凿削式磨损的产生主要由于磨粒中的磨粒包含大块磨粒．而且具有尖锐棱角，对材料表面进行高应力和伴随冲击作用，使材料表面撕裂出很大的颗粒或碎块，被磨材料表面形成较深的犁沟或深坑，经常在运输或破碎大块磨粒

5、时发生。12请根据宏观图片辨别磨粒磨损的种类，并说明理由：12345613§3.2.2磨粒磨损的分类（2）根据使用条件，还有如下分类：冲击磨粒磨损：磨粒（通常是块状）垂直或以一定的倾角落在材料表面上。其情况与冲蚀磨损相似，但局部应力要高得多。冲蚀磨粒磨损：材料同含有固体颗粒的液体作相对运动，在表面造成的损耗。气蚀-冲蚀磨粒磨损：固体同液体作相对运动，在气泡破裂区产生高压或高温而引起的磨损，并伴有流体与磨粒的冲蚀作用。腐蚀磨粒磨损：同环境条件发生化学或电化学反应，而磨损是材料损失的主要原因。14请根据宏观图片，结合工况，辨别磨粒磨损的种类，并说明理由：叶

6、轮密封环15§3.2.2磨粒磨损的分类（3）根据接触条件两体磨粒磨损：颗粒直接作用于材料表面三体磨粒磨损：颗粒处于两个被磨材料表面间。16§3.2.2磨粒磨损的分类（5）根据相对硬度软磨粒磨粒磨损：Hm/Ha>0.8硬磨粒磨粒磨损：Hm/Ha<0.8a：磨粒m:材料（6）根据表面损伤形貌擦伤型磨粒磨损刮伤型磨粒磨损研磨型磨粒磨损凿削型磨粒磨损犁皱型磨粒磨损微观裂纹型磨粒磨损（7）根据磨损机理塑性变形磨粒磨损断裂磨粒磨损17§3.2磨粒磨损§3.2.1磨粒磨损的概念§3.2.2磨粒磨损的分类§3.2.3磨粒磨损基本模型与原理§3.2.4磨粒磨损的影响因素

7、18§3.2.3磨粒磨损基本模型与原理（1）磨粒磨损的简化模型：Rabinowicz（拉宾诺维奇）在1966年提出磨粒磨损简化模型，如下图所示。并导出定量计算公式：模型计算的3个假设：材料不发生塑性变形（刚体）硬质磨粒简化为圆锥体磨损过程为简单滑动V：磨损体积r：磨粒圆锥体半径x：磨粒压入材料内深度l(L)：滑动距离19§3.2.3磨粒磨损基本模型与原理因为磨粒压入金属材料内的深度，取决于压力的大小和材料硬度的比值，所以θ—磨粒圆锥体夹角P—法向载荷；H—金属材料的硬度；设屈服极限与硬度相等，则20§3.2.3磨粒磨损基本模型与原理令21§3.2.3磨

8、粒磨损基本模型与原理Rabinowicz（拉宾诺维奇）模型物理意义：在一定磨粒条件下，单位距离