材料性能与测试课件-第六章材料的磨损性能.ppt

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1、第六章材料的磨损性能1摩擦：相互接触的两个物体有相对运动或相对运动的趋势时，在接触界面上出现阻碍相对运动的现象。摩擦力的方向与引起相对运动的切方向相反。摩擦力与施加在摩擦面上的垂直载荷之比称为摩擦系数：μ＝F/N磨损：物体表面相互摩擦时，材料自表面逐渐小时的过程称为磨损。摩擦是磨损的原因，磨损是摩擦的结果。机器运转时相对运动产生的摩擦而磨损，不仅直接影响零件的使用寿命，还增加能耗，产生噪声和振动。磨损是降低机器和工具效率、精确度甚至使其报废重要原因；机件间摩擦磨损引起失效叫磨损失效；磨损方式、磨损机理、

2、磨损本质、影响因素；提高耐磨性途径；§引言2Thisphenomenonisencounteredwheneverthereisrelativemotionbetweencontactingsurfaces,anditalwaysopposesthemotion.Asnomechanicallypreparedsurfacesareperfectlysmooth,whenthesurfacesarefirstbroughtintocontactunderlightload,theytouchonlyal

3、ongtheasperities(realareaofcontact).Theearlytheoriesattributedfrictiontotheinterlockingofasperities;however,itisnowunderstoodthatthephenomenonisfarmorecomplicated.Friction3Thisistheprogressivelossofsubstanceofonebodybecauseofrubbingbyanotherbody.Thereare

4、manydifferenttypesofwear,includingslidingwear,abrasivewear,corrosion,andsurfacefatigue.Wear4轨道磨损风阻：550公里/小时弓网：大电流下的摩擦磨损5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。6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振动故障占发动机总故障的60%

5、以上，而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、摩擦：接触物体间的一种阻碍运动的现象。2、磨损：在摩擦作用下物体相对运动时，表面逐渐分离出磨屑(局部变形和断裂)，从而不断损伤的现象。3、磨损过程：1)跑合(磨合)阶段:磨损速率下降。2)稳定磨损阶段:磨损速率稳定。3)剧烈磨损阶段:磨损速率增加。载荷大小方向随时间变化；§6.1磨损的概念和类型一、摩擦与

6、磨损的概念图6-1磨损量和时间曲线91、根据摩擦面损伤和破坏的形式，大致可分四类：a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；如锉削、磨金相、抛光等c腐蚀磨损(包括氧化、微动、浸蚀磨损)(CorrsionWear)：在腐蚀应用环境中摩擦表面与周围介质发生反应，在表面形成腐蚀产物粘附不牢，摩擦中被剥落下来，新的表面又进一步发生

7、反应，产生磨损。d接触疲劳磨损(RollingContactWear)：两接触材料作滚动或者滚动滑动摩擦时，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；是齿轮、滚动轴承常见失效方式。二、摩擦的基本类型10图6-2磨损类型转化2、各种磨损类型可以发生转化。11一、粘着磨损特点和过程1、特点：机件表面有大小不等的结疤，2、发生条件：多发生在摩擦副相对滑动速度小;接触面氧化膜脆弱;润滑条件差;以及接触应力大的滑动摩擦条件下。3、磨损过程：表面接触的少量微凸体→

8、产生很高的应力→发生塑性变形→形成粘着点→被剪断、拉开→转移到一方材料表面→脱落下来→形成磨屑。就是粘着点不断形成，又不断被破坏并脱落的过程。§6.2磨损过程图6-3粘着磨损形貌和示意图124、粘着磨损量的估算(Archardmodel)HereWisthewearvolumelost,Kisthewearcoefficient,粘着磨损系数，在10-12-10-15量级；Histhehardness,Fisthenormalforce,法