工程材料力学性能第2版 教学课件 束德林 07第七章.pdf

第七章 金属磨损和接触疲劳 7.1 磨损概念 7.2 磨损模型 7.3 磨损试验方法 7.4 金属接触疲劳 7.1 磨损概念 一、磨损 机件表面相接触并作相对运动时，表面 逐渐有微小颗粒分离出来形成磨屑（松散的 尺寸与形状均不相同的碎屑），使表面材料 逐渐损失（导致机件尺寸变化和质量损失）、 造成表面损伤的现象即为磨损 。 在磨损过程中，磨屑的形成也是一个变 形和断裂过程。 机件正常运行的磨损过程一般分为三个阶段，如 图7-1所示。 1.跑合阶段(磨合阶段) 如图7-1中的Oa线段。 2.稳定磨损阶段 如图7-1中的ab线段。 3.剧烈磨损阶段 如图7-1中的bc段。 二、耐磨性 耐磨性是材料抵抗磨损的性能，这是一个系统性 质。迄今为止，还没有一个统一的意义明确耐磨性指 标。通常是用磨损量来表示材料的耐磨性。磨损量愈 小，耐磨性愈高。磨损量既可用试样摩擦表面法线方 向的尺寸减小来表示，也可用试样体积或质量损失来 表示。前者称为线磨损，后者称为体积磨损或质量磨 损。若测量单位摩擦距离、单位压力下的磨损量等， 则称为比磨损量，为和通常的概念一致，有时还用磨 损量的倒数来表征材料的耐磨性。此外，还广泛使用 相对耐磨性的概念，相对耐磨性 ε用下式表示 标准试样的磨损量  被测试样的磨损量 相对耐磨性的倒数亦称磨损系数。 7.2 磨损模型 一、粘着磨损 二、磨粒磨损 三、腐蚀磨损 一、粘着磨损 1. 磨损机理 2. 磨损量的计算 3. 影响因素 4. 改善粘着磨损耐磨性的措施 1. 磨损机理 粘着磨损又称咬合磨损，是在滑动摩擦条件 下，当摩擦副相对滑动速度较小(钢小于lm/s)时 发生的。它是因缺乏 润滑油，摩擦副表面无 氧化膜，且单位法向载 荷很大，以致接触应力 超过实际接触点处屈服 强度而产生的一种磨损， 其表面形貌如图7-2所示。 粘着磨损过程如图7-3所示。由图可见，粘着磨 损分三个阶段: 1 ）接触面凸起因塑性变形被碾平，并在接触面 之间形成剪断强度高的 分界面。 2 ）在摩擦副一方金 属远离分界面内发生断裂， 从该金属上脱落下碎屑并 转移到另一方金属表面。 3 ）转移的碎屑脱落 下来形成磨屑。 2. 磨损量的计算 由阿查得（J.F.Archard ）提出的粘着磨 损量估算方法计算可得总滑动距离内的粘着 磨损体积为 KFl V t 9  sc 式中 ——总滑动距离； l t  ——单向压缩屈服强度； sc K ——磨屑形成几率； δ——材料的断后伸长率。 3. 影响因素 综上