资源描述：
《材料的磨损性能ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第六章材料的磨损性能机器运转时机件间因相对运动而产生的摩擦而磨损，不仅直接影响零件的使用寿命，还将增加能耗,产生噪音和振动,造成环境污染。据不完全统计,因机件间摩擦磨损要多消耗总能源的1/3～1/2,并引起不少机件失效。因此,研究材料磨损过程,提高材料的耐磨性,以延长机件使用寿命具有重要意义。§6.1磨损的基本概念及类型一、摩擦与磨损的概念摩擦摩擦是接触物体间的一种阻碍运动的现象，这种阻力为摩擦力。它同接触法向压力(P)及摩擦系数μ成正比。F=μ·Pμ有动静区分,μ静>μ动。摩擦不仅会使材料磨耗,而且还会发热，导致接触表面瞬时温度升高,降低
2、工件的机械效率,加重材料磨耗。故生产中总是力图减少摩擦,降低摩擦系数。只有某些情况才需增大摩擦力，如车辆制动器、摩擦离合器等。2.磨损磨损是在摩擦作用下物体相对运动时,表面逐渐分离出磨屑从而不断损伤的现象。磨损是发生在材料表面的局部变形与断裂过程。有塑性变形引起的形变硬化及应力分布的改变,因摩擦热引起的二次相变淬火,回火及回复再结晶等现象发生，是多种因素相互影响的复杂过程。而且这种变形与是反复进行的,具有动态特征。所以由常规试验标志的材料力学性能不一定能如实反映出材料耐磨性的优劣。二、磨损的基本类型根据摩擦面损伤和破坏的型式,大致可分四类:
3、粘着磨损、磨料磨损、腐蚀磨损、及麻点疲劳磨损(接触疲劳等)。磨损类型在不同的条件下,可以发生转化,由一种损伤机制变成另一种损伤机制。实验表明:随着滑动速度的增快,磨损类型由氧化磨损转化为粘着磨损,又从粘着磨损转化为氧化磨损,最终恢复为粘着磨损,磨损量也由小增大直至材料失效。故解决实际磨损问题时,要分析参与磨损过程的条件特性,确定磨损类型,才能采取有效的措施,减少磨损。机件正常运行的磨损过程一般分三阶段,曲线上的各点斜率即为磨损速率。磨损量与滑动速度和载荷的关系§6.2磨损过程一、粘着磨损粘着磨损又称咬合磨损。是因两种材料表面某些接触点局部压
4、应力超过该处材料屈服强度发生粘合,并拽开而产生的一种表面损伤磨损,多发生在摩擦付相对滑动速度小,接触面氧化膜脆弱,润滑条件差，及接触应力大的滑动摩擦条件下。磨损特征是表面有大小不等的结疤。粘着磨损机理实际材料表面接触仅发生在少数的微凸体顶尖上,产生很高的应力而发生塑性变形，倘若接触面上的润滑油膜、氧化膜等被挤破，使裸露材料的新鲜表面直接接触，发生熔合粘着(冷焊),或因表面摩擦生热温度升高使相接触的材料直接焊合。在随后的滑动中，刚形成的粘着点被剪断、拉开，并转移到一方材料表面，然后脱落下来形成磨屑,之后又在其它地方形成新的粘着点,如此粘着—剪
5、断—脱落—再粘着不断地循环。总之，粘着磨损的过程就是粘着点不断形成又不断被破坏并脱落的过程。粘着剪断的两种形式1、若粘着点结合强度低于两侧材料,则沿接触面剪断,磨损量较小,摩擦面显得较平滑,只有轻微擦伤。锡基合金与钢的滑动属此类型。2、若粘着点的结合强度比两侧任一材料的强度都高时,分离面便发生在强度较弱的材料上,被剪断的材料将转移到强度较高的材料上。使软材料表面出现微小的凹坑,硬材料表面形成微小凸起,使摩擦面变得粗糙,造成进一步磨损。如铅基合金轴瓦与钢轴之间的滑动粘结磨损就属这种情况。粘着磨损量的估算设在法向力P作用下,摩擦面上有n个微凸体
6、接触粘着,每个粘着点均为直径d的球体,磨损只发生在下半球的软材料上。因摩擦副接触处为三向压应力状态,故接触压缩屈服强度可近似为单向压缩屈服强度σsc的三倍。该接触面的真实面积计为πd2/4,如有n个相同的接触点同时塑性接触时,作用在接触点真实面积上的法向力P应满足下式P=n(πd2/4)3σsc根据这种模型,只要滑动d距离就能产生一定量磨损,故单位滑动距离内出现的接触点数N=n/d=4P/(3πσscd3)。实际相对滑动中,软材料上被拉拽出半球的几率为K,则滑动一段距离L后,总拉拽出磨损量w可表示为:w＝KNV’L=上式表明,粘着磨损量与接
7、触压力P、滑动距离L成正比,与材料硬度值成反比。式中K值称为粘着磨损系数,反映配对材料粘着力大小,决定于摩擦条件和摩擦副材料。当压力P不超过摩擦付材料硬度值的1/3时,实验证实该式反映的规律是正确的。但压力超过钢的屈服强度后,K值急剧增大,磨损量也急剧增加,造成大面积的焊合和咬死,整个接触表面发生塑性变形,接触面积不再与载荷成正比。钢的K～P曲线见右图。二、磨粒磨损磨粒磨损又称磨料磨损或研磨磨损。是摩擦副的一方表面存在坚硬的细微凸起或在接触面间存在硬质粒子(从外界进入或从表面剥落)时产生的磨损。前者称两体磨粒磨损,如锉削过程；后者称三体磨粒
8、磨损,如抛光过程。依据磨粒受的应力大小,磨粒磨损可分为凿削式,高应力碾碎式,低应力擦伤式3类。磨粒磨损的主要特征磨粒磨损的主要特征是摩擦面上有擦伤或因明显犁皱形成的沟槽。磨粒磨损
