磨损及磨损理论.ppt

微观点蚀和宏观点蚀虽然都是与最大切应力的区域相对应，但微观点蚀的最大切应力更接近表面，且裂纹深度比宏观点蚀浅得多(约浅20倍)。试验证实，随着循环次数的增加，已产生的微观点蚀可以诱发二次裂纹、三次裂纹，裂纹依次向纵深扩展可以形成宏观点蚀。这是宏观点蚀形成的一种机理。对用赫兹理论米解释点蚀产生的观点作了很大修正。第60页,共83页，星期六，2024年，5月(3)疲劳磨损的影响因素非金属夹杂：非金属夹杂物破坏了基体的连续性,严重降低了材料抗疲劳磨损能力。特别是脆性夹杂(硅酸盐和氧化物等)在循环应力作用下与基体材料脱离形成空穴,构成应力集中源,当超过基体的弹性极限，产生塑性变形，易在脆性夹杂物的边缘部分最易产生微裂纹，降低抗疲劳磨损能力。塑性夹杂(硫化物)易随基体一起变形，能够把氧化物夹杂包住形成共生夹杂，可降低氧化物夹杂的破坏作用。因此，钢种含有适量的硫化物夹杂对提高抗疲劳磨损能力有益。总之，生产上应尽量减少钢中夹杂物(特别是氧化物、硅酸盐夹杂物)，即炼钢时要进行净化处理。第61页,共83页，星期六，2024年，5月表面层状态的影响：a.表层硬度通常增加材料硬度可以提高抗疲劳磨损能力,但硬度过高,材料脆性增加,反而会降低接触疲劳寿命。例如：对轴承钢而言，当表面的硬度为62HRC左右时，轴承的平均使用寿命最高，如图所示。第62页,共83页，星期六，2024年，5月b.心部硬度承受接触应力的零件，必须有适当的心部硬度。若心部硬度太低，则表面和心部的硬度梯度太陡，使得硬化层的过渡区产生裂纹，容易产生表层压碎现象。实践表明：心部硬度在35～40HRC范围内较适宜。c.硬化层深度渗碳钢或其他表面硬化钢的硬化层厚度影响抗疲劳磨损能力。硬化层太薄时,疲劳裂纹将出现在硬化层与基体的连接处,容易形成表层剥落。选择硬化层厚度应使疲劳裂纹产生在硬化层内。第63页,共83页，星期六，2024年，5月d.硬度匹配硬度匹配直接影响接触疲劳寿命。例如：在齿轮副的硬度选配时，因为小齿轮受载荷次数比大齿轮多，所以对于软齿面，一般要求小齿轮硬度大于大齿轮硬度，这样小齿轮不易出现疲劳磨损失效，达到大小齿轮使用寿命等长的目的。第64页,共83页，星期六，2024年，5月表面粗糙度的影响：对于滚动或滚滑摩擦副来说，表面粗糙度应当尽量低些，特别是硬度较高的零件，表面粗糙度更应该低些，但是表面粗糙度也有个最佳值，过低的表面粗糙度对提高疲劳磨损寿命的影响不大。例如：滚动轴承的粗糙度为Ra0.2的接触疲劳寿命比Ra0.4的高2-3倍;Ra0.1的比Ra0.2的高1倍;Ra0.05比Ra0.1高0.4倍；粗糙度低于Ra0.05对寿命影响甚微。第65页,共83页，星期六，2024年，5月润滑的影响：润滑油粘度愈高，则接触部分的应力愈接近平均分布，相对地降低了最大接触应力，因而抗疲劳磨损的能力就愈高；油的粘度愈低，愈易渗入裂纹中，加速裂纹扩展，降低了寿命。润滑油中含水量过多(腐蚀作用)对疲劳磨损有较大影响，必须严格控制含水量。润滑油中适当加入固体润滑剂如MoS2或硫化润滑脂，可在接触表面层形成一层坚固薄膜，减少摩擦，从而提高抗疲劳磨损性能。第66页,共83页，星期六，2024年，5月4、腐蚀磨损定义：摩擦过程中,由于机械作用以及金属表面与周围介质发生化学或电化学反应，共同引起的表面损伤。分类：由于介质的性质、作用于摩擦面的状态以及摩擦材料性能等的不同，腐蚀磨损可分为：氧化磨损、特殊介质腐蚀磨损、气蚀和微动磨损。第67页,共83页，星期六，2024年，5月(3)氧化磨损:氧化磨损机理：当金属摩擦副在氧化性介质中工作时,表面生成一层氧化膜，避免金属间的直接接触，在摩擦过程中，表面所生成的氧化膜被磨掉,但又很快地形成新的氧化膜，如此周而复始，这个过程所造成的材料损伤为氧化磨损。可见氧化磨损是化学氧化和机械磨损两种作用相继进行的过程。第68页,共83页，星期六，2024年，5月由于大气中含有氧，因此氧化磨损是最常见的一种磨损形式，一般氧化磨损率较其他磨损轻微的多。若形成的是脆性氧化膜，由于氧化膜与基体连结的抗剪切强度较差,其磨损速率大于氧化速率,所以磨损量大。若形成的是韧性氧化膜,由于氧化膜与基体连结处的抗剪切强度较高,其磨损速率小于氧化速率,氧化膜能起减摩耐磨作用,所以氧化磨损量较小。第69页,共83页，星期六，2024年，5月氧化磨损的影响因素a.滑动速度的影响在载荷不变的条件下，磨损类型与速