材料性能与测试课件第4章材料的磨损性能 .ppt

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1、第四章材料的磨损性能1一、概述但是，据统计约有80%左右的机械零件是由于磨损而报废或失效。磨损不仅消耗材料，浪费能源，并直接影响到机器的寿命和可靠性。固此，对磨损的研究引起了人们的极大关注。有些磨损是有益的，如“研磨”，可使零件表面粗糙度减小，使刀刃变得锋利。相互接触的物体发生相对运动，其表面间发生摩擦，致使表层材料不断损失、转移或产生残余变形，物体表面发生磨损。2摩擦：相互接触的两个物体有相对运动或相对运动的趋势，在其接触界面上出现阻碍相对运动的现象，该阻力称为摩擦力。其方向与引起相对运动的切线方向相反，可用接触面法向方向压力与摩擦系数的乘积表示：磨损：物体表面相互摩擦，材料

2、表面逐渐分离出磨屑，致使材料损伤的现象。摩擦是磨损的原因，磨损是摩擦的结果。机件间摩擦磨损引起失效叫磨损失效。μ=F/N一、概述3轨道磨损弓网：大电流下的摩擦磨损4水中航行体的主要能源和动力被用来克服行进中的阻力，其中摩擦阻力占最大成分(水下80%)；对于诸如输油管道这类管道运输，其能量几乎全部被用来克服流固表面的摩擦阻力。5卫星飞轮轴承润滑油耐磨轴承材料稳定的微量供油技术航空发动机叶片和摩擦阻尼器叶片的故障要占发动机振动故障的70%以上压气机盘与涡轮盘6(1)主要磨损类型发生条件、特征和变化规律;(2)磨损的影响因素,包括摩擦副材料、表面形态、润滑状况、环境条件,以及滑动速度

3、、载荷、工作温度等工况参数;(3)磨损的模型与磨损计算;(4)提高材料耐磨性的措施;(5)磨损研究的测试技术与实验分析方法。2、磨损研究的主要内容：7§6.1磨损的概念和类型§6.2磨损过程§6.3耐磨性指标及其测试§6.4提高耐磨性的途径§目录§6.5补充：炭炭复合材料的磨损81.1摩擦相互接触的两个物体在外力作用下有相对运动或相对运动的趋势，接触界面上出现阻碍相对运动的阻力，该阻力称为摩擦力，其方向与引发相对运动切线方向相反，可用接触面法向方向压力与摩擦系数的乘积表示：§6.1磨损的概念和类型一、摩擦与磨损的概念F＝μN91.2摩擦的分类按相对运动的位移特征分类：滑动摩擦：

4、两接触物体接触点具有不同速度和(或)方向时的摩擦；滚动摩擦：两接触物体接触点的速度大小和方向相同时的摩擦；自旋摩擦：两接触物体环绕其接触点处的公法线相对旋转时的摩擦。摩擦按摩擦副运动状态可分为：静摩擦：两物体表面产生接触，有相对运动趋势但尚未产生相对运动时的摩擦；动摩擦：两相对运动表面之间的摩擦。§6.1磨损的概念和类型一、摩擦与磨损的概念10按表面润滑状态分类：干摩擦：两表面之间即无润滑剂又无湿气的摩擦；边界摩擦：边界膜隔开相对运动表面时的摩擦；流体摩擦：以流体层隔开相对运动表面时的摩擦；混合摩擦：半干摩擦和半流体摩擦的统称。1.2摩擦的分类一、摩擦与磨损的概念§6.1磨损的

5、概念和类型11一、摩擦与磨损的概念§6.1磨损的概念和类型Stribeck曲线：不同摩擦状态下，材料表现出的摩擦系数不同。1.2摩擦的分类12一、摩擦与磨损的概念磨损过程：3)剧烈磨损阶段:磨损速率急剧增加。2)稳定磨损阶段:磨损速率稳定；1)跑合(磨合)阶段:磨损速率下降；2、磨损：物体表面相互摩擦，材料表面逐渐分离出磨屑，致使材料损伤的现象。磨屑的形成也是一个变形和断裂的过程。§6.1磨损的概念和类型13耐磨性耐磨性是材料抵抗磨损的能力。通常用试样摩擦表面法相方向尺寸的减小（线磨损）、试样体积或质量的损失来表示（体积磨损或质量磨损）。比磨损量一、摩擦与磨损的概念§6.1磨损

6、的概念和类型14二、磨损的基本类型磨损是多种因素相互影响的复杂过程，其具体类型也有多种分类：§6.1磨损的概念和类型15a粘着磨损(AdhesiveWear)：材料表面某些接触点局部压应力超过该处材料屈服强度发生粘合并拉开而产生的磨损；b磨粒磨损(AbrasiveWear)：摩擦副的一方表面存在坚硬的细微凸起或在接触间存在硬质粒子时产生的磨损；c腐蚀磨损(CorrsionWear)：在腐蚀应用环境中摩擦表面与周围介质发生反应，表面形成腐蚀产物粘附不牢，摩擦中被剥落下来，新表面又进一步发生反应，产生磨损。d接触疲劳磨损(RollingContactWear)：两接触材料作滚动或者

7、滚动滑动摩擦时，交变接触压应力长期作用使得材料表面疲劳磨损，局部区域出现小片或者小块状材料剥落，而产生的磨损。1、根据摩擦面损伤和破坏的形式，大致可分四类：二、磨损的基本类型§6.1磨损的概念和类型16磨损类型转化2.磨损类型在某些条件下可以实现转化二、磨损的基本类型§6.1磨损的概念和类型17一、粘着磨损(咬合磨损)磨损条件：摩擦副相对滑动速度小；接触面氧化膜脆弱；润滑条件差及接触应力大的滑动摩擦条件。§6.2磨损过程粘着磨损形貌磨损过程：表面接触的少量微凸体→产生很高的应力→发生塑性变形