《金属力学性能测试》课件-金属磨损的概念和基本过程

金属磨损的概念和基本过程《金属力学性能测试》磨损的概念磨损现象摩擦磨损消耗能源的1/3~1/2，超过50%的机械零件失效是磨损引起的磨损的概念金属摩擦表面相对运动，表面不断发生损耗或产生塑性变形，使金属表面状态和尺寸发生改变的现象称为磨损。磨损表现表面不断有细小颗粒被分离出来而成为磨屑；在摩擦载荷作用下，金属表面性质（金相组织、物理化学性能、力学性能）和形状（形貌和尺寸、粗糙度、表面层厚度）的变化。地铁钢轨磨损后磨损的概念金属摩擦表面相对运动，表面不断发生损耗或产生塑性变形，使金属表面状态和尺寸发生改变的现象称为磨损。磨损表现表面不断有细小颗粒被分离出来而成为磨屑；在摩擦载荷作用下，金属表面性质（金相组织、物理化学性能、力学性能）和形状（形貌和尺寸、粗糙度、表面层厚度）的变化。刹车盘磨损不均匀磨损的概念金属摩擦表面相对运动，表面不断发生损耗或产生塑性变形，使金属表面状态和尺寸发生改变的现象称为磨损。磨损表现表面不断有细小颗粒被分离出来而成为磨屑；在摩擦载荷作用下，金属表面性质（金相组织、物理化学性能、力学性能）和形状（形貌和尺寸、粗糙度、表面层厚度）的变化。磨削磨损的概念金属磨损并非单一的力学过程引起磨损的原因：既有力学作用，也有物理和化学作用。影响磨损量的大小的因素：摩擦副材料、润滑条件、加载方式和大小、相对运动特性（方式和速度）及工作温度等。磨损是一个复杂的系统过程磨损磨损通常是有害的，它损伤零件工作表面，影响机械设备性能，消耗材料和能源，并使设备使用寿命缩短。预先考虑如何避免或减轻磨损，是设计、使用、维护机器的一项重要内容。但事物具有两面性，从另一方面讲，磨损也并非全都是有害的，工程上常利用磨损的原理来减小零件表面的粗糙度值，如磨削、研磨、抛光、磨合等。

磨削

抛光抛光

研磨磨损的一些数据磨损损失了世界一次能源的三分之一，机电设备的70%损坏是由于各种形式的磨损而引起的。2007年我国的GDP只占世界的6%，却消耗了世界30%以上的钢材；我国每年因摩擦磨损造成的经济损失在1000亿元人民币以上，仅磨料磨损每年就要消耗300多万t金属耐磨材料。可见减靡、抗磨工作具有节能节材、资源充分利用和保障安全的重要作用，越来越受到国内外的重视。磨损的过程01磨合磨损阶段02稳定磨损阶段03剧烈磨损阶段磨损的过程（一）磨合磨损阶段这一阶段中，磨损速度由快变慢，而后逐渐减小到一稳定值。这是由于新加工的零件表面呈尖峰状态，使运转初期靡擦副的实际接触面积较小，单位接触面积上的压力较大，因而磨损速度较快，如图中所示磨损曲线的Oα段。磨合磨损到一定程度后，尖峰逐渐被磨平，磨损速度即逐渐减慢。磨损的过程（二）稳定磨损阶段在这一阶段中磨损缓慢、磨损率稳定，零件以平稳而缓慢的磨损速度进人零件正常工作阶段，如图所示的b段。这个阶段的长短即代表零件使用寿命的长短，磨损曲线的斜率即为磨损率，斜率越小，磨损率就越低，零件的使用寿命就越长。经此磨损阶段后零件进入剧烈磨损阶段。磨损的过程（三）剧烈磨损阶段此阶段的特征是磨损速度及磨损率都急剧增大。当工作表面的总磨损量超过机械正常运转要求的某一允许值后，摩擦副的间隙增大，零件的磨损加剧，精度下降，润滑状态恶化，温度升高,从而产生振动、冲击和噪声，导致零件迅速失效，如图所示的bc段。磨损的过程三个阶段，是一般机械设备运转过程中都存在的。必须指出的是，在磨合磨损阶段结束后应清洗零件，更换润滑油，这样才能正常地进入稳定磨损阶段。生活中的磨损制动盘和制动片车辆减速或制动时，依靠制动盘跟制动片之间的摩擦来达到制动目的，制动盘和制动片存在不断的摩擦，而不断的摩擦会导致制动盘和制动片的磨损，其厚度越来越薄。制动盘的最大磨损极限为2mm，这时就必须更换制动盘了。作为与制动盘一起磨损的物件，制动片的磨损程度更高。通常情况下，一副全新制动片的厚度为15mm左右，而更换的极限厚度是7mm，其中包括3mm的钢衬板厚度和约4mm的摩擦材料厚度。金属的耐磨性耐磨性是材料抵抗磨损的性能，这是一个系统性质。通常用以下三种方法表征金属的耐磨性。01磨损量在规定条件下，经过规定时间的磨损后，试样表面的损耗程度称为磨损量（W)。磨损量可通过测量长度、体积或质量的变化而得到，并相应称它们为线磨损量、体积磨损量和质量磨损量。若测量单位摩擦距离、单位压力下的磨损量,则称为比磨损量。磨损量越小，耐磨性越好。金属的耐磨性耐磨性是材料抵抗磨损的性能，这是一个系统性质。通常用以下三种方法表征金属的耐磨性。02耐磨性磨损量的倒数称为耐磨性，即ε=1/W。ε值越大，材料的磨损抗力越大,与通常的概念相一致。金属的耐磨性耐磨性是材