材料力学性能第6章-材料的磨损性能课件.ppt

《材料力学性能第6章-材料的磨损性能课件.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了解磨损方式和材料磨损的本质及其影响因素，熟习磨损机理，掌握控制磨损的方法和提高材料耐磨性的途径。主要内容:磨损的基本概念及类型；磨损过程；耐磨性及其测量方法；提高材料耐磨性的途径。重点：概念（摩擦、磨损、粘着磨损、磨粒磨损、接触疲劳、耐磨性)；提高材料耐磨损性的途径难点：三种磨损产生的条件、磨损过程和表面损伤形貌；金属接触疲劳的三种机理十五863子课题验收汇报前言任何机器运转时，相互接触的零件之间都将因相对运动而产生摩擦，而磨损正是由于摩擦产生的结果。由于磨损，将造成表层材料的损耗，零件尺寸发生变化，

2、直接影响了零件的使用寿命。还增加能耗，产生噪音、振动，造成环境污染。十五863子课题验收汇报第一节磨损的基本概念及类型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作用称为摩擦。这种阻碍相对运动的阻力称为摩擦力。一、摩擦与磨损的概念1．摩擦2．磨损磨损概念: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。静强度理论基本适合于磨损过程分析。磨损的动态特征有二：①反复进行局部变形和断裂；②材料表层经过每次循环后总要变到新的状态。因而，常规力学

3、性能研究方法不一定实用于材料耐磨损性。十五863子课题验收汇报机件正常运行的磨损过程如图6-1所示，一般分3个阶段，曲线上的各点斜率即为磨损速率。6.1磨损量与时间的关系示意图(磨损曲线）跑合(磨合)阶段（OA段）随着表面被磨平，实际接触面积不断增大，表面应变硬化，磨损速度不断减少。（汽车磨合期）表层形成牢固的氧化膜，磨损速率降低。十五863子课题验收汇报(2)稳定磨损阶段（AB段）斜率为磨损速率，为一稳定值。实验室的磨损实验就是根据该段经历的时间t的磨损速率或磨损量来评价材料的耐磨性能。大多数工件在此阶段运转，如磨合得好

4、，该段磨损速度就越低。(3)剧烈磨损阶段（BC段）磨损↗，磨耗↗，摩擦副接触表面间隙↗，机械表面质量恶化，润滑膜破坏，磨损更新加剧，机件快速失效。十五863子课题验收汇报二、磨损的基本类型根据摩擦面损伤和破坏的形式，可分4类：粘着磨损、磨料磨损、腐蚀磨损及麻点疲劳磨损(接触疲劳)等。磨损类型并非固定不变，在不同的外部条件和材料具有不同特性情况下，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。如图6-2。十五863子课题验收汇报（1）概念：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应力超过该处材料屈服强度

5、发生粘合并拽开而产生的一种表面损伤磨损。（2）发生的条件：①摩擦副相对滑动速度小；②接触面氧化膜脆弱；③润滑条件差；④接触应力大的滑动摩擦。第二节磨损过程粘着磨损（3）磨损表面特征：机件表面有大小不等的结疤，如图6-3所示。（4）粘着磨损过程：是粘着点不断形成又不断被破坏并脱落的过程。粘着（低温冷焊，而高温直接焊接）→剪切→脱落→再粘着不断破坏并脱落的过程。十五863子课题验收汇报①粘着点结合强度低于两侧材料沿接触面剪断，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粘着点结合强度高于两侧材料分

6、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。软材料表面根据粘着点与两侧材料强度的差异，粘着剪断可出现以下两种形式：微小凹坑硬材料表面微小凸起软材料→硬材料表面and积累变成同种材料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。十五863子课题验收汇报式中：Hv为软材料硬度，HV≈3σsc；V’为接触点半球体积；N为接触点数。阿查得(J．F．Archard)提出了估算粘着磨损量的方法，其粘着磨损模型如图6-4所示: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

7、W可表示为：设在法向力P作用下，摩擦面上有n个微凸体接触粘着，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。十五863子课题验收汇报上式表明，粘着磨损量与接触压力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不超过摩擦副材料硬度值的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↑↑，磨损量也↑↑，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曲线见图6-5。十五86

8、3子课题验收汇报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；后者称三体磨粒磨损，如抛光过程。二、磨粒磨损依据磨粒受的应力大小分类:磨粒磨损凿削式高应力碾碎式低应力擦伤式十五863子课题