表面项目工程学金属磨损的基本理论

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金属的磨损

金属的磨损一、磨擦与磨损1．磨擦：两相互接触的物体发生相对运动（或有相对运动趋势）时，在接触面间所产生切向运动阻力的现象，叫磨擦，该运动阻力叫摩擦力；产生的相对运动，分二类：滑动、滚动、混合（滑+滚）；因接触面之间有相对运动，接触面上会有一些小的物质颗粒与基体分离，成为磨屑，这种因接触面之间的相对运动导致其物质丢失的现象，称之为磨损；另外，也把工件因磨擦引起物质丢失导致尺寸不足所致失效的方式叫磨损。

2．磨损：分三个阶段①跑合阶段；②稳定磨损阶段；③剧烈磨损阶段。

开始磨损时，因接触表面刚接触间凹凸不平，接触面积较小，局部压应力较大，故磨损量较大；随磨损时间的增加，接触面之间相互啮合，接触面积增大，使磨损量（速率）降低，而进入稳定磨损阶段；稳定磨损阶段：该阶段磨损速率决定了材料的耐磨性能（为机件正常服役阶段)。

其它的如测量润滑性能，改进工艺求改善耐磨性的评估也要求在此阶段进行；随机件工作时间的增加，磨擦面间距也增加，磨擦表面的啮合性降低，磨擦表面质量下降，机件传动工作质量变坏，磨损速率大大增加，机件很快失效；机件如：工作环境恶劣、跑合不良或质量太差，在跑合阶段就发生强烈粘着。

此时只有激烈磨损阶段（无合阶段后期稳定磨损阶段)。

二、耐磨性：用磨损量来表示，只有相互比较意义：用相同材料作成摩擦副。

相对耐磨性ε标准试样磨损量被测试样磨损量一般用耐磨性提高几倍来描述三、磨损机理：分粘着磨损及磨粒磨损二种，常同时发生1．粘着磨损：（又称咬合磨损）特点：相对运动速度较小，摩擦面润滑缺乏，摩擦面间凸起部分因局部受力较大而咬合变形并紧密结合，并产生形变强化作用，其强度、硬度均较高，在随后的相对分离的运动时，因该咬合的部位因结合紧密而不能分开，引起其中某一摩擦面上的被咬合部分与其基体分离，咬合吸附于另一摩擦面上，导致该摩擦面有物质颗粒损失，损失的物质颗粒后有可能脱落成为磨屑（或连同另一摩擦面上的形变强化部分一起咬合剥落)。

表面工程学-金属磨损的基本理论

•2021/8/5
•表面技术与摩擦学实验室
低应力磨料磨损：
§2.3 磨料磨损
松散物料在表面自由滑动，磨料不破碎
•2021/8/5
•表面技术与摩擦学实验室
低应力磨料磨损：
松散物料自由在表面滑动，磨料不破碎
§2.3 磨料磨损
•2021/8/5
•表面技术与摩擦学实验室
§2.3 磨料磨损
高应力磨料磨损：
§2.1 金属磨损基本概念
•2021/8/5
•表面技术与摩擦学实验室
二、磨损评定参数 2、相对磨损量磨损速度：
磨损率：
§2.1 金属磨损基本概念
•2021/8/5
•表面技术与摩擦学实验室
二、磨损评定参数 3、磨损系数
§2.1 金属磨损基本概念
•2021/8/5
•表面技术与摩擦学实验室
§2.1 金属磨损基本概念
§2.2 粘着磨损
销/套
Cu/Fe Fe/Cu Cu/Cu Fe/Fe
•2021/8/5
失重（× 10-6）
V1=48mm/s V2=879mm/s
9.8
0.029
1.5
0.94
44
2.4
51
44
•表面技术与摩擦学实验室
材料特性对粘着磨损的影响
§2.2 粘着磨损
表2-5 材料特性对粘着磨损的影响
§2.3 磨料磨损
HRC－b（、k）－之间的关系
•2021/8/5
•表面技术与摩擦学实验室
润滑状态与磨损速率的关系：
§2.3 磨料磨损
•2021/8/5
•表面技术与摩擦学实验室
润滑状态与摩擦系数的关系：
§2.3 磨料磨损

第七章金属磨损和接触疲劳详解

随后在继续滑动时，粘着点被剪切断并转移至一方金属表面，然后脱落形成磨屑。
一个粘着点断了，又在新的地方产生粘着，随后也被剪断、转移，就构成了粘着磨损过程。
9/30/2020
7
右图是粘着点强度比摩擦副一方金属强度高的情况，
此时常在较软一方体内产生剪断，其碎片转移至较硬一方的表面上，
软方金属在硬方表面逐步累积最终不同金属的摩擦副滑动成为金属间的滑动，
在碾碎性磨粒磨损时，磨粒被压碎前几乎没有滚动和切削的机会，所以磨粒对摩擦表面的作用是由于磨粒接触பைடு நூலகம்处的集中压应力造成的，这种集中压应力可使韧性材料表面产生塑性变形。
磨粒磨损过程可能是磨粒对摩擦表面的切削作用，塑性变形和疲劳破坏作用或脆性断裂的结果，还可能是它们综合作用的反映，而以某一种损害为主。
在法向应力一定时，粘着磨损量随滑动速度的增加而增加，但达到某一极大值后又随滑动速度的增加而减小。
摩擦副表面粗糙度、表面温度以及润滑状态对粘着磨损有较大影响。
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4 改善粘着磨损耐磨性的措施
(1) 摩擦副配对材料的选择
基本原则是配对材料的粘着倾向应比较小，如选用互溶性小的材料配对，表面易形成化合物的材料、金属与非金属等配对。
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12
二、磨粒磨损
1. 磨粒磨损机理
磨粒磨损是当摩擦副一方表面存在坚硬的细微突起，或者在接触面之间存在着硬质粒子时所产生的一种磨损。
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主要特征是摩擦面上有明显犁皱形成的沟槽，见右图。
在磨粒磨损时，对于韧性金属材料，每一磨粒从表面上切下的是一个连续屑；对于脆性金属材料，一个磨粒切下的是许多新屑。

第三章磨损及磨损理论

磨损的快慢程度)为:
第三章磨损及磨损理论
(2)
由(1)和(2)式，可得：
(3)
式(3)是假设了各个微凸体在接触时均产生一个磨粒而导出。
如果考虑到微凸体相互产生磨粒的概率数K和滑动距离L，
则接触表面的粘着磨损量表达式为：
(4)
由于对于弹性材料σs≈H/3，H为布氏硬度值，则式(4)可
变为：
式中K为粘着磨损系数
第三章磨损及磨损理论
第三章磨损及磨损理论
一、概述
1、磨损定义：相互接触的物体在相对运动中，表层材料不
断损失、转移或产生残余变形的现象称为磨损，它是伴随着摩擦而产生的必然结果。 ➢ 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。 ➢ 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。
第三章磨损及磨损理论
3、磨损过程零件的正常磨损过程大致可分为三个阶段： Ⅰ：跑合（磨合）阶段；Ⅱ：稳定磨损阶段；
Ⅲ：剧烈磨损阶段
第三章磨损及磨损理论
Ⅰ：跑合（磨合）阶段
出现在摩擦副的初始运动阶段，由于表面存在粗糙度，微凸体接触面积小，接触应力大，磨损速度快。在一定载荷作用下，摩擦表面逐渐磨平，实际接触面积逐渐增大，磨损速度逐渐减慢，如图所示。第三章磨损及磨损理论
持常数-磨损量与压力成正比)；
压力值为H/3，各个微凸体上的塑性变形区开始发生相
互影响；
压力值超过H/3，磨损量急剧增大(K值急剧增大)，高
的载荷作用下，整个表面变成塑性流动区，发生大面积的粘着焊连，出现第剧三章烈磨损的及磨粘损理着论磨损。
式中的K代表微凸
体中产生磨粒的概率，即粘着磨损系数。
** 从磨损过程的变化来看，为了提高机器零件的使用寿命，应尽量延第长三章“磨损稳及磨损定理论磨损阶段”。

材料力学性能-第七章-金属的磨损(1)

一、粘着磨损
1.定义与特点：粘着磨损又称咬合磨损，是在滑动摩擦条件下，当摩擦副相对滑动速度较小 (1m/s)时发生的。它是因缺乏润滑油，摩擦副表面无氧化膜，且单位法向载荷很大，以致接触应力超过实际接触点的屈服强度而产生的一种磨损。
2021年11月27日星期六
第七章金属的磨损
图7-2 粘着磨损表面损伤形貌
2021年11月27日星期六
第七章金属的磨损
由于从较软一方金属材料的表面脱离下来的碎屑不一定全部成为磨屑，有时碎屑可能仍附于金属表面上，因此，磨屑形成有个几率问题，设此几率为K，则单位滑动距离内的磨损体积为：
V l
K
N
d 3
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··················
式中：V－磨损体积；l－滑动距离；K－磨屑形成几率； d－磨屑直径
2021年11月27日星期六
第七章金属的磨损
图7-3中所示的粘着磨损过程是粘着点强
度比摩擦副一方金属强度高的情况，此时常在
较软一方本体内产生剪断，其碎片则转移到较
硬一方金属上，软方金属在硬方金属表面逐步
积累最终使不同金属的摩擦副滑动成为相同金
属间的滑动，故磨损量较大，表面较粗糙，甚
至可能产生咬死现象，铅基合金与钢之间的滑
粘附一层很薄的转移膜并伴有化学成分变化，这
是粘着磨损的重要特征。
2021年11月27日星期六
第七章金属的磨损
分三个阶段：
接触面凸起因塑性变形被
碾平，并在接触面之间形成
剪断强度高的分界面；
❖摩擦副一方金属远离分界
面内断裂，从该金属上脱落
并转移到另一方金属表面；
转移的碎屑脱落下来形成
磨屑。

材料力学性能第七章-金属的磨损

冲蚀磨损
定义：流体或固体以松散的小颗粒按一定的速度和角度对材料表面进行冲击所造成的磨损。
分类：气固冲蚀、流体冲蚀、液滴冲蚀和气蚀磨损现象：短程沟槽、冲蚀坑、微小裂纹塑性材料，短程微切削；脆性材料，裂纹形成与快速扩展影响因素：冲击角、粒子性态、材料硬度
腐蚀磨损
定义：在摩擦过程中，摩擦副之间或摩擦副表面与环境介质发生化学或电化学反应形成腐蚀产物，腐蚀产物的形成和脱落引起腐蚀磨损。
飞机起落架
高性能炭/炭航空制动材料的制备技术黄伯云：国家技术发明奖一等奖
2. 影响因素
摩擦副材料、润滑条件、加载方式和大小、相对运动性（方式和速度）以及工作温度。
磨损是一个复杂的系统工程
机件正常运行的磨损过程
（a）磨损量与时间或行程关系曲线；
（b）磨损速率与时间或行程关系曲线
3. 磨损的分类方法
法向力在V滑动一定时，F↑、V↑。F＞1/3H，V ↑ ↑
滑动速度在F一定时， V滑动↑、V先↑后↓
表面粗糙度、表面温度以及润滑状态
硬度及载荷的影响
粘着磨损一般随法向载荷增加到某一临界值后而急剧增加，如图所示，K/H的比
值实际上是材料硬度与许用压力的关系。当载荷值超过材料硬度值的1/3时，磨损急剧增加，严重时咬死。因此设计中选择的许用压力必须低于材料硬度值的1/3。
• 极压添加剂是在高温条件下，分解出活性的金属化合物薄膜，防止金属因干摩擦或边界摩擦条件下而引起的粘着现象。
5. 改善粘着磨损耐磨性的措施
(1) 选择粘着倾向较小的摩擦副配对材料互溶性小、表面易形成化合物、金属与非金属配对
(2) 采用表面化学热处理改变材料表面状态渗硫、渗氮、磷化、氮碳共渗等。

第七章金属的磨损

表面加载变形和断裂发生在表面，变形和断裂反复进行，具有动态特征。
普通力学性能试验得到的数据不一定能反映材料的耐磨性。
3.磨损过程
1）跑和阶段 2）稳定磨损阶段 3）剧烈磨损阶段二.耐磨性通常用磨损量来表示。可以用摩擦试样表面法线方向尺寸的减小，也可以用试样的质量或体积的减少表示。
第二节磨损模型
1.麻点剥落

当粘结点的强度低于摩擦副两材料的强度时，剪切发生在界面上，此时虽然摩擦系数增大，但磨损却很小，材料转移也不显著。通常在金属表面有氧化膜、硫化膜或其它涂层时发生这种粘着磨损．二.磨损量的估算粘着磨损体积与法向力、滑动距离成正比，与软方材料压缩屈服成反比，与接触面积无关。 V=αKFLt/H 或 V=KFLt/9 scδ
细化晶粒提高耐磨性软性基体中的碳化物提高耐磨性，硬基体中碳化物降低耐磨性加工硬化对低应力擦伤性磨损无影响，但可提高高应力碾碎性磨损的耐磨性。 4、提高耐磨性的措施（1）增加材料的硬度（2）根据服役环境合理选择耐磨材料（3）采用化学热处理提高表面硬度

三、冲蚀磨损 1.磨损机理概念：指流体或固体以松散的小颗粒按一定的角度和速度对材料表面进行冲击所造成的磨损。分类：气固冲蚀磨损、流体冲蚀磨损、液滴冲蚀磨损、气蚀磨损。
两体磨粒磨损
三体磨粒磨损
机理对于韧性材料，磨粒从表面切下连续的屑；而脆性材料切下的是断屑。韧性材料：对于锐刃粒子材料被切下，形成连续的屑，对于光滑刃或圆刃粒子材料表面只是被犁皱。碾碎性磨粒磨损：韧性材料发生疲劳破坏脆性材料发生脆性断裂
2.磨损量的估算 V=KFLtanθ/H 磨损量与法向力、摩擦距离成正比，与材料硬度成反比。 3.影响因素与H/E成比例，E对组织不敏感，所以与H成正比纯金属比经热处理的钢耐磨性好钢中含碳量高，耐磨性好与材料的断裂韧度有关与显微组织有关：马氏体耐磨性最好，铁素体最差

第七章金属磨损和接触疲劳

是磨粒磨损的最大形貌特征。
17
磨粒磨损
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(3)微观断裂(剥落)
磨粒与脆性材料表面接触时，材料表面因受到磨粒的压入面形成型纹，当裂纹互相交又或扩展到表面上就剥落出磨屑，现实中出现概率最大。
19
2、磨粒磨损的类型
（1）按照接触条件
两体磨粒磨损：磨料与一个零件表面接触，
磨料、零件表面各为一物体，如犁铧。
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2、影响因素（1）环境因素如冲击角、粒子速度及浓度、冲击时间、温度及介质。
（2）粒子性能如粒度、形状、硬度、密度、
可碎性等。
（3）材料性能如硬度、强度、韧性和物理性
能。
31
3、改善冲蚀磨损耐磨性的措施（1）设法减小入射粒子和介质的速度。（2）改变冲击角。
（3）合理利用粒子浓度和粒度。
当磨粒的形状与位向适当时，磨粒就像刀具一样，对表面进行切削，从面形成切屑，切屑的宽度和厚度都很小，称为微观切屑。
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（2)微观犁沟
当磨粒与塑性材料表面接触时，材料表面受磨料的挤压向两侧产生隆起，形成犁沟。这种过程不会直接引起材料的去除，但在多次变形后会产生脱落而形成二次切屑。
提示：表面有沟槽
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（4）磨粒硬度与被磨材料相对硬度(Ha/Hm)
要降低磨粒磨损速率，必须使金属材料的硬度大于磨粒硬度的1.3倍。
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Ⅲ区：磨粒硬，基体软——磨粒嵌入材料表面，形成沟槽而发生磨损，硬度是控制因素。
Ⅰ区：磨粒软，材料硬——材料表面严重疲劳、变形磨损，硬度不是控制因素。
28
二、提高磨粒磨损机件的耐磨性
49
2、浅层剥落
（1）形成条件：摩擦力小， τ综>材料强度

第三章磨损及磨损理论ppt课件

➢ 粘着强度大于摩擦副中较软金属的剪切强度，小于较硬金属的剪切强度；
➢ 剪切破坏发生在离粘着结合面不远的较软金属浅层内，软金属涂抹(粘附)在硬金属表面上；
➢ 摩擦系数与轻微磨损差不多，但磨损程度加剧。
c.擦伤
➢ 粘着强度比摩擦副的两基体金属的剪切强度都高； ➢ 剪切主要发生在软金属的亚表层内，有时也发生在硬
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程” 。
Ⅲ 剧烈磨损阶段：当材料磨损量达到一定数值时，摩擦条件发生较大的变化，磨损速度急剧增加。这时机械效率下降，精度降低，出现异常的噪音及振动，最后导致零件完全失效。 ** 从磨损过程的变化来看，为了提高机器零件的使用寿命，应尽量延长“稳定磨损阶段”。
单位滑动距离的磨损量，横坐标代表平均接触压力。
压力值小于H/3（σs ），磨损率小而且保持不变(即K保
持常数-磨损量与压力成正比)；
压力值为H/3，各个微凸体上的塑性变形区开始发生相
互影响；
压力值超过H/3，磨损量急剧增大(K值急剧增大)，高
的载荷作用下，整个表面变成塑性流动区，发生大面积的粘着焊连，出现剧烈的粘着磨损。
a.轻微磨损
➢ 粘着强度比摩擦副两金属基体剪切强度低； ➢ 剪切发生在粘着结合面上，表面转移的材料较轻
微；
➢ 摩擦系数增大，但磨损量很小； ➢ 金属表面具有氧化膜、硫化膜或其他涂层时发生
轻微粘着摩损。
b.涂抹 “雪亮工程"是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。

金属力学性能第10章金属的磨损

磨损过程大致如图所示：
)磨合阶段----包括摩擦表面轮廓峰
的形状变化和表面材料被加工硬化两个过程。
磨损量
磨损曲线
它是磨损的不稳定阶段，在整个寿命周期内时间很短。
磨合阶段稳定磨损阶段
)稳定磨损阶段----零件在平稳而缓
机器的寿命
慢的速度下磨损。
它标志着磨擦条件相对稳定。
时间
剧烈磨损阶段
)剧烈磨损阶段----在经过稳定磨损阶段后，零件表面遭到破坏，运动副
“机械－分子说” 两种作用均有。
2. 摩擦的分类内摩擦：在物质的内部发生的阻碍分子之间相对运动的现象。外摩擦：在相对运动的物体表面间发生的相互阻碍作用现象。静摩擦：仅有相对运动趋势时的摩擦。动摩擦：在相对运动进行中的摩擦。滑动摩擦：物体表面间的运动形式是相对滑动。滚动摩擦：物体表面间的运动形式是相对滚动。
5
滑动摩擦状态
1). 干摩擦
两零件表面直接接触后，因为微观局部压力高而形成许多冷焊点，运动时被剪切。
vv
→功耗↑ 磨损↑ 不允许出现干摩擦！
温度↑
潘存云教授研制
干摩擦机理--粘着理论两个摩擦表面接触时，在外载荷作用下只有表面上少数微凸起处接触，接触点上的应力很大，产生弹性变形，进而产生塑性变形使接触面积增大。接触点上的氧化膜被压碎，致使两个摩擦表面金属分子相互吸引和扩散而溶合，形成接触点处两种金属粘着，称为冷焊。摩擦表面上未接触部分的峰谷相互嵌入呈犬牙交错状态。当两个摩擦表面相对滑动时，冷焊点被剪断，犬牙交错的峰被剪切掉。随后又在新的接触点粘着和冷焊点被剪断，直至实际接触面积增大到足以承受所加载荷为止。摩擦过程就是粘着与滑动交替作用的过程，其结果造成表面的磨损。

金属磨损基本理论

由各个微凸体变形所形成的实际斑点直径为3~50μm，
而轮廓接触面积一般为表观接触面积的 5%~15%。
7
真实接触面积的影响因素
影响接触表面真实接触面积的主要因素是： 1、接触载荷 2、表面粗糙度。
8
1．载荷
显然、在确定的表面状态下，随着载荷的增加，真实接触面积是不断增大的，
研究表明：实际接触面积与载荷之间的关系不仅取决于变形的形式，而且还取决于表面轮廓的分布。
摩擦学的学科性质
摩擦学过程涉及的影响因素很多，是一门多学科、跨学科的边缘科学。
它主要涉及材料学、冶金学、机械学、固体力学、表面物理、表面化学等诸多学科。
18
摩擦学特性是系统特性
摩擦磨损过程极其复杂，摩擦学性能不是材料的固有属性，而是整个摩擦副的系统特性。
在摩擦学系统中任一外部因素（如载荷、速度、运动形式、持续时间、环境温度、介质、润滑条件、接触面状况等）和内部因素（如材料成分，组织结构，表面物理、化学、力学性能等）稍有变化，都可能引起材料摩擦磨损性能的较大变化。
2. 干摩擦（无润滑摩擦）在大气条件下，摩擦表面间名义上没有润滑剂存在时产生的摩擦称为干摩擦，或无润滑摩擦。
25
3、流体（润滑）摩擦：相对运动的两物体表面完全被流体隔开时产生的摩擦称为流体（润滑）摩擦。当流体为液体时称为液体摩擦；流体为气体时称为气体摩擦。流体摩擦时摩擦发生在流体内部。
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在清除了氧化膜的洁净金属表面上很容易出现固体粘附（冷焊）现象，
实际上对于任何固体，这种现象均会发生，但是、它常常因接触面积小（由于表面粗糙不平）和受压表面的弹性而被掩盖；
出现这种现象的原因在于固体表面分子间的相互吸引，分子相互吸引的各种形式均通过粘附现象反映出来。

02金属磨损的基本理论(4-7)解读

2019/2/18
河海大学机电工程学院赵占西
17
Ch2 金属磨损基本理论
2． 6
疲劳磨损
点蚀裂纹扩展示意图
（裂纹方向背向接触点）
2019/2/18
河海大学机电工程学院赵占西
18
Ch2 金属磨损基本理论
2． 6
疲劳磨损
点蚀形成过程示意图
2019/2/18
河海大学机电工程学院赵占西
19
Ch2 金属磨损基本理论
河海大学机电工程学院赵占西
22
Ch2 金属磨损基本理论
2． 6
疲劳磨损
接触表面的应力分布
2019/2/18
河海大学机电工程学院赵占西
23
Ch2 金属磨损基本理论
2． 6
疲劳磨损
疲劳磨损包括：点蚀、剥落、剥层与擦伤
2．剥层与擦伤滑动磨损中经常出现的—种严重磨损形式；定义为“以相对滑动表面间形成局部焊点为特征的严重磨损”。所以，有时也把擦伤现象称为粘着或胶合。
影响冲蚀率的主要因素：
①环境参数〔粒子的速度、浓度、入射角、环境温度〕； ②磨料性质〔如硬度、粒度、可破碎性〕;
③材料性能〔如热物理性能和材料强度〕。
河海大学机电工程学院赵占西
2019/2/18
6
Ch2 金属磨损基本理论
2． 4
冲蚀磨损
失重塑率性与材时料间气的蚀关时系
Ⅰ Ⅱ Ⅲ 、、、稳最孕定大育区冲区蚀率区
2019/2/18
河海大学机电工程学院赵占西
24
第 2章
金属磨损基本理论
2．1 金属磨损基本概念
2．2 粘着磨损
2．3 磨料磨损 2．4 冲蚀磨损 2．5 微动磨损 2．6 疲劳磨损

磨损及磨损理论

1.5 研究内容： ❖ (1) 磨损类型及发生条件、特征和变化规律。
❖ (2) 影响磨损各种因素，包括材料、表面形态、环境、滑动速度、载荷、温度等。
❖ (3) 磨损的物理模型、计算及改善措施。
❖ (4) 磨损的测试技术与实验分析方法。
磨损及磨损理论
1.6 磨损过程的一般规律：
1、磨损过程分为三个阶段:
时间的特性。其它指标还有磨损强度W'(单位摩擦距离的磨损量，有人也把它称为磨损率)，和磨损速度WT'(是指机器完成一单位工作量的磨损量)。
磨损及磨损理论
（2）耐磨性
材料的耐磨性是指在一定工作条件下材料耐磨损的特性。材料耐磨性分为相对耐磨性和绝对耐磨性两种。材料的相对耐磨性ε是指两种材料A与B在相同的外部条件下磨损量的比值，其中材料之一的A是标准(或参考)试样。
磨损及磨损理论
1.3磨损定义：
磨损是摩擦副相对运动时，在摩擦的作用下，材料表面物
质不断损失或产生残余变形和断裂的现象。表面物质运动主要包括机械运动、化学作用和热作用。 (1) 机械作用使摩擦表面发生物质损失及摩擦表面变形。 (2) 化学作用使摩擦表面发生性状的改变。 (3) 热作用使摩擦的表面发生形状的改变。 (4) 造成各种磨损的产生其他作用。 ❖ 定义说明
（1）磨损量评定材料磨损的三个基本磨损量是长度磨损量Wl、体积磨损量Wv和
重量磨损量Ww。长度磨损量是指磨损过程中零件表面尺寸的改变量，这在实际设备的
磨损监测中经常使用。体积磨损量和重量磨损量是指磨损过程中零件或试样的体积或重量的
改变量。在所有的情况下，磨损都是时间的函数，因此，用磨损率Wt'来表示
①磨损并不局限于机械作用，由于伴同化学作用而产生的腐蚀

表面技术概论表面基础理论-腐蚀磨损

依照表面反应速度及氧化膜的致密程度不同，金属氧化的动力学过程有三种典型情况：
(1)直线生长规律 (2)氧化膜的抛物线生长规律 (3)氧化膜的对数生长规律
提高材料抗氧化能力的重要途径就是改变材料的表面成分，使其氧化动力学曲线呈对数变化。
3．金属电化学腐蚀原理
金属材料与电解质接触，将发生电化学反应，在界面处形成双电层并建立相应的电位。
产品设计中，不可避免地要使用各种不同材料，因此选材时必须考虑不同材料相互接触时可能产生的电偶腐蚀问题；
对于受力构件，应力分布的不均匀性可能引起应力腐蚀断裂和腐蚀疲劳，尤其要注意残余应力对腐蚀过程的影响。此外，在金属材料的冷、热加工及装配过程中，也要注意防止腐蚀的发生。
2．电化学保护电化学保护方法分为阴极保护与阳极保护方法两大类。
用电化学方法使被保护工件在工作条件下的电位移至平衡可逆电位以下，从而停止腐蚀的方法即为阴极保护法。
它可以通过两种途径来实现。
一种是以被保护工件为阴极，施以外加电流；
另一种是以工件为阴极，以电位更负的金属与工件相连；成为原电池的阳极，被腐蚀溶解以保护工件。
阳极保护法则是使腐蚀件的电位正移，使表面形成稳定的钝态而受到保护。实现阳极保护的方法一种是施加外电流，被保护工件为阳极；另一种是在被保护的工件或合金中加入可钝化的元素，使表面形成稳定的钝化膜。当介质中含有浓度较高的活性阴离子时，不能采用阳极保护法
将各种金属的标准电极电位按其代数值增大顺序排列起来，称为标准电位序。
由于金属的标准电位序随外部条件的变化而变化，常用腐蚀电位序(即各种金属在某种介质中的稳定电位值按其代数值大小排列的顺序)来判断金属腐蚀的热力学可能性。
金属在25℃时的标准电极电位（V） Al: － 1.67，Fe：－ 0.44 ，Zn：－ 0.762，Cu：+0.345，