《金屬力學(xué)性能測(cè)試》課件-金屬磨損的概念和基本過(guò)程

金屬磨損的概念和基本過(guò)程《金屬力學(xué)性能測(cè)試》磨損的概念磨損現(xiàn)象摩擦磨損消耗能源的1/3~1/2，超過(guò)50%的機(jī)械零件失效是磨損引起的磨損的概念金屬摩擦表面相對(duì)運(yùn)動(dòng)，表面不斷發(fā)生損耗或產(chǎn)生塑性變形，使金屬表面狀態(tài)和尺寸發(fā)生改變的現(xiàn)象稱(chēng)為磨損。磨損表現(xiàn)表面不斷有細(xì)小顆粒被分離出來(lái)而成為磨屑；在摩擦載荷作用下，金屬表面性質(zhì)（金相組織、物理化學(xué)性能、力學(xué)性能）和形狀（形貌和尺寸、粗糙度、表面層厚度）的變化。地鐵鋼軌磨損后磨損的概念金屬摩擦表面相對(duì)運(yùn)動(dòng)，表面不斷發(fā)生損耗或產(chǎn)生塑性變形，使金屬表面狀態(tài)和尺寸發(fā)生改變的現(xiàn)象稱(chēng)為磨損。磨損表現(xiàn)表面不斷有細(xì)小顆粒被分離出來(lái)而成為磨屑；在摩擦載荷作用下，金屬表面性質(zhì)（金相組織、物理化學(xué)性能、力學(xué)性能）和形狀（形貌和尺寸、粗糙度、表面層厚度）的變化。剎車(chē)盤(pán)磨損不均勻磨損的概念金屬摩擦表面相對(duì)運(yùn)動(dòng)，表面不斷發(fā)生損耗或產(chǎn)生塑性變形，使金屬表面狀態(tài)和尺寸發(fā)生改變的現(xiàn)象稱(chēng)為磨損。磨損表現(xiàn)表面不斷有細(xì)小顆粒被分離出來(lái)而成為磨屑；在摩擦載荷作用下，金屬表面性質(zhì)（金相組織、物理化學(xué)性能、力學(xué)性能）和形狀（形貌和尺寸、粗糙度、表面層厚度）的變化。磨削磨損的概念金屬磨損并非單一的力學(xué)過(guò)程引起磨損的原因：既有力學(xué)作用，也有物理和化學(xué)作用。影響磨損量的大小的因素：摩擦副材料、潤(rùn)滑條件、加載方式和大小、相對(duì)運(yùn)動(dòng)特性（方式和速度）及工作溫度等。磨損是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)過(guò)程磨損磨損通常是有害的，它損傷零件工作表面，影響機(jī)械設(shè)備性能，消耗材料和能源，并使設(shè)備使用壽命縮短。預(yù)先考慮如何避免或減輕磨損，是設(shè)計(jì)、使用、維護(hù)機(jī)器的一項(xiàng)重要內(nèi)容。但事物具有兩面性，從另一方面講，磨損也并非全都是有害的，工程上常利用磨損的原理來(lái)減小零件表面的粗糙度值，如磨削、研磨、拋光、磨合等。

磨削

拋光拋光

研磨磨損的一些數(shù)據(jù)磨損損失了世界一次能源的三分之一，機(jī)電設(shè)備的70%損壞是由于各種形式的磨損而引起的。2007年我國(guó)的GDP只占世界的6%，卻消耗了世界30%以上的鋼材；我國(guó)每年因摩擦磨損造成的經(jīng)濟(jì)損失在1000億元人民幣以上，僅磨料磨損每年就要消耗300多萬(wàn)t金屬耐磨材料?？梢?jiàn)減靡、抗磨工作具有節(jié)能節(jié)材、資源充分利用和保障安全的重要作用，越來(lái)越受到國(guó)內(nèi)外的重視。磨損的過(guò)程01磨合磨損階段02穩(wěn)定磨損階段03劇烈磨損階段磨損的過(guò)程（一）磨合磨損階段這一階段中，磨損速度由快變慢，而后逐漸減小到一穩(wěn)定值。這是由于新加工的零件表面呈尖峰狀態(tài)，使運(yùn)轉(zhuǎn)初期靡擦副的實(shí)際接觸面積較小，單位接觸面積上的壓力較大，因而磨損速度較快，如圖中所示磨損曲線的Oα段。磨合磨損到一定程度后，尖峰逐漸被磨平，磨損速度即逐漸減慢。磨損的過(guò)程（二）穩(wěn)定磨損階段在這一階段中磨損緩慢、磨損率穩(wěn)定，零件以平穩(wěn)而緩慢的磨損速度進(jìn)人零件正常工作階段，如圖所示的b段。這個(gè)階段的長(zhǎng)短即代表零件使用壽命的長(zhǎng)短，磨損曲線的斜率即為磨損率，斜率越小，磨損率就越低，零件的使用壽命就越長(zhǎng)。經(jīng)此磨損階段后零件進(jìn)入劇烈磨損階段。磨損的過(guò)程（三）劇烈磨損階段此階段的特征是磨損速度及磨損率都急劇增大。當(dāng)工作表面的總磨損量超過(guò)機(jī)械正常運(yùn)轉(zhuǎn)要求的某一允許值后，摩擦副的間隙增大，零件的磨損加劇，精度下降，潤(rùn)滑狀態(tài)惡化，溫度升高,從而產(chǎn)生振動(dòng)、沖擊和噪聲，導(dǎo)致零件迅速失效，如圖所示的bc段。磨損的過(guò)程三個(gè)階段，是一般機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中都存在的。必須指出的是，在磨合磨損階段結(jié)束后應(yīng)清洗零件，更換潤(rùn)滑油，這樣才能正常地進(jìn)入穩(wěn)定磨損階段。生活中的磨損制動(dòng)盤(pán)和制動(dòng)片車(chē)輛減速或制動(dòng)時(shí)，依靠制動(dòng)盤(pán)跟制動(dòng)片之間的摩擦來(lái)達(dá)到制動(dòng)目的，制動(dòng)盤(pán)和制動(dòng)片存在不斷的摩擦，而不斷的摩擦?xí)?dǎo)致制動(dòng)盤(pán)和制動(dòng)片的磨損，其厚度越來(lái)越薄。制動(dòng)盤(pán)的最大磨損極限為2mm，這時(shí)就必須更換制動(dòng)盤(pán)了。作為與制動(dòng)盤(pán)一起磨損的物件，制動(dòng)片的磨損程度更高。通常情況下，一副全新制動(dòng)片的厚度為15mm左右，而更換的極限厚度是7mm，其中包括3mm的鋼襯板厚度和約4mm的摩擦材料厚度。金屬的耐磨性耐磨性是材料抵抗磨損的性能，這是一個(gè)系統(tǒng)性質(zhì)。通常用以下三種方法表征金屬的耐磨性。01磨損量在規(guī)定條件下，經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間的磨損后，試樣表面的損耗程度稱(chēng)為磨損量（W)。磨損量可通過(guò)測(cè)量長(zhǎng)度、體積或質(zhì)量的變化而得到，并相應(yīng)稱(chēng)它們?yōu)榫€磨損量、體積磨損量和質(zhì)量磨損量。若測(cè)量單位摩擦距離、單位壓力下的磨損量,則稱(chēng)為比磨損量。磨損量越小，耐磨性越好。金屬的耐磨性耐磨性是材料抵抗磨損的性能，這是一個(gè)系統(tǒng)性質(zhì)。通常用以下三種方法表征金屬的耐磨性。02耐磨性磨損量的倒數(shù)稱(chēng)為耐磨性，即ε=1/W。ε值越大，材料的磨損抗力越大,與通常的概念相一致。金屬的耐磨性耐磨性是材