材料的磨损学习.pptx
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1、零件的磨损让我们付出了很多时间和金钱。零件的磨损让我们付出了很多时间和金钱。衣物的磨损衣物的磨损第1页/共47页同学们知道同学们知道F1赛车的磨损现象吗?赛车的磨损现象吗?第2页/共47页轮胎压痕轮胎压痕(SEM 5000X)摩擦痕迹摩擦痕迹(350X)第3页/共47页同学们的手机外壳有没有磨损的情况?同学们的手机外壳有没有磨损的情况?你是怎么防护的啊?你是怎么防护的啊?防护第4页/共47页第一节 磨损的基本概念及类型1、摩擦与磨损的概念2、磨损的基本类型 第5页/共47页摩擦定义:两个相互接触的物体或物体与介质之间在外力作用下,发生相对运动,或者具有相对运动的趋势时,在接触表面上所产生的阻碍
2、作用称为摩擦。这种阻碍相对运动的阻力称为摩擦力。6.1 6.1 摩擦与磨损的概念第6页/共47页 摩擦力的方向总是沿着接触面的切线方向,跟物体相对运动方向相反,阻碍物体间的相对运动。摩擦力(F)与施加在摩擦面上的法向压力(P)之比称为摩擦系数,以表示,即=F/P。静动摩擦力摩擦力静 动第7页/共47页滑动摩擦:指的是一个物体在另一个物体上滑动时产生的摩擦。滚动摩擦:指的是物体在力矩作用下,沿接触表面滚动时的摩擦。按照两接触面运动方式的不同,可以将摩擦分为:摩擦的分类摩擦的分类第8页/共47页摩擦的防护与运用汽车制动器汽车制动器减小零件使用时的磨损是我们学习材料磨损性能的最终目的。减小零件使用时
3、的磨损是我们学习材料磨损性能的最终目的。第9页/共47页 薛群基院士 从事润滑失效研究,现为兰州化学物理研究所所长,固体润滑国家重点实验室学术委员会主任,亚洲摩擦学理事会主席,是我国材料摩擦学和摩擦化学领域的主要学术带头人之一 第10页/共47页定义:磨损是在摩擦的作用下,发生在材料表面的局部反复进行的变形与断裂。在摩擦过程中,零件表面还将发生一系列物理、化学和力学状态的变化:摩损摩损1、因材料塑性变形而引起表层硬化和应力状态的变化、因材料塑性变形而引起表层硬化和应力状态的变化3、因与外部介质相互作用而产生的吸附作用、因与外部介质相互作用而产生的吸附作用2、因摩擦热和其它外部热源作用下而发生的
4、相变、淬火、因摩擦热和其它外部热源作用下而发生的相变、淬火、回火以及再结晶等回火以及再结晶等第11页/共47页磨损过程分为以下三个阶段:稳定磨损阶段稳定磨损阶段剧烈磨损阶段剧烈磨损阶段跑合(磨合)阶段跑合(磨合)阶段第12页/共47页磨损过程的三个阶段:磨损过程的三个阶段:表面被磨平,实际接触面积不断增大,表面应变硬化,形成氧化膜,磨损速率减小。斜率就是磨损速率,唯一稳定值;大多数机件在稳定磨损阶段(AB段)服役;磨损性能是根据机件在此阶段 的表现来评价。随磨损的增长,磨耗增加,表面间隙增大,表面质量恶 化,机件快速失效。第13页/共47页6.2 6.2 磨损的基本类型磨损的基本类型按照磨损的
5、失效机制,磨损一般分为四类:按照磨损的失效机制,磨损一般分为四类:粘着磨损粘着磨损磨粒磨损磨粒磨损腐蚀磨损腐蚀磨损接触疲劳(麻点疲劳磨损接触疲劳(麻点疲劳磨损)第14页/共47页磨损类型并非固定不变,在不同的磨损类型并非固定不变,在不同的外部条件外部条件和和材料特材料特性性下,损伤机制会发生转化,由一种损伤机制变成另下,损伤机制会发生转化,由一种损伤机制变成另一种损伤机制。一种损伤机制。磨损类型的转化第15页/共47页外部条件比如:滑动速度、温度、润滑剂类型等。材料特性比如:材料与氧的化学亲和力以及形成的氧化膜性质、材料的力学性能、材料的耐热性等。影响磨损的条件影响磨损的条件第16页/共47页
6、6.3 6.3 磨损的机制u粘着磨损又称咬合磨损。由于零件 表面某些接触点在高的局部压力下 发生粘合,在相互滑动时,粘着点 又被剪切分开,接触面上有金属磨 屑被拉拽出来,这种过程反复进行 很多次,便导致了表面的损伤。粘着磨损粘着磨损粘着磨损粘着磨损第17页/共47页粘着磨损表面特征粘着磨损表面特征机机件件表表面面有有大大小小不不等等的的结结疤疤。第18页/共47页粘着磨损多发生在摩擦副相对滑动速度小、接触面氧化膜脆弱、润滑较差、接触应力大的滑动摩擦条件下.v当粘着点的结合强度低于两侧材料时,则沿接触面剪断,磨损量小;v当粘着点的结合强度高于两侧材料时,剪断面发生在强度小的材料上,被剪断的材料转
7、移到强度高的材料上,软材料表面形成凹坑而硬材料表面形成凸起,磨损加剧。相对运动中相互作用的表面间的摩擦、磨损、润滑等物理现象 第19页/共47页粘着磨损模型示意图此模型反映配对材料粘着力大小,决定于摩擦条件和此模型反映配对材料粘着力大小,决定于摩擦条件和摩擦副材料。摩擦副材料。第20页/共47页阿查得估算法:W为磨损量,K粘着磨损系数,L为滑动距离,Hv为软材料硬度第21页/共47页脆性材料的抗粘着能力比塑性材料高脆性材料的抗粘着能力比塑性材料高 金属性质越是相近金属性质越是相近,构成摩擦副时磨损构成摩擦副时磨损也越严重也越严重 摩擦速度一定时粘着磨损量随法相力摩擦速度一定时粘着磨损量随法相力
8、增大而增大增大而增大法相力一定时粘着磨损量随摩擦速度法相力一定时粘着磨损量随摩擦速度的增加先增后减的增加先增后减表面粗糙度影响表面粗糙度影响影响粘着磨损的因素影响粘着磨损的因素第22页/共47页n 磨粒磨损是指硬的磨粒或凸出物在零件表面的摩磨粒磨损是指硬的磨粒或凸出物在零件表面的摩 擦过程中,使材料表面发生磨耗的现象。这种磨擦过程中,使材料表面发生磨耗的现象。这种磨 粒或凸出物一般指石英,砂土,矿石等非金属磨粒或凸出物一般指石英,砂土,矿石等非金属磨 料,也包括零件本身磨损产物随润滑油进入摩擦料,也包括零件本身磨损产物随润滑油进入摩擦 面而形成的磨粒。面而形成的磨粒。磨粒磨损n 根据磨粒根据磨
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