金属的磨损
金属表面耐磨处理
1、第一阶段金属磨合、精磨合阶段。
采用特殊工艺,人为控制将金属表面凸出部分磨平。
凹处补齐,使接触面积加大。
光洁度提高。
达到减少金属磨损目的,可以使汽车节油,设备节电;
2、第二阶段金属磨损稳定阶段。
在这个阶段金属磨损极少,磨损量与润滑油、负载、速度、温度等条件有关;
2、第三阶段金属磨损加速阶段。
由于磨损量日积月累达到一定程度后,就会发生振动,温度提高,金属表面剧烈磨损导致另件失效,事故发生。
也可以发生汽车烧机油现象。
通常使用的提高金属材料耐磨性的办法是淬火,增加其强度。
如果要求比较高,且不易淬火可以考虑渗碳、渗氮或者碳氮共渗。
在渗碳、渗氮或者碳氮共渗均无法达到要求的情况下可以对金属材料进行表面处理,增加耐磨涂层。
在选择耐磨涂层时
1、首要考虑的当然是材料的耐磨性能,耐磨材料与金属材料的粘接力也是一个重要因素,材料耐磨性再好,如果无法和金属基材进行很好的粘接,短时间即引起脱落,再好的耐磨材料也不能得到有效的应用。
2、耐磨涂层的处理技术也至关重要,在对一些较复杂的金属材料进行涂层处理时,往往很多技术不易施展或是无法操作,相对来说,喷
涂技术操作简单,易于施工,且不受基材的形状限制,处理起来比较方便。
3、选择粘接力强的耐磨材料对金属材料进行喷涂表面处理是一个较为实用提高金属材料耐磨性的方法。
如果耐磨材料还能具备耐酸碱腐蚀、耐冲击,摩擦小就更加完美了。
目前这类耐磨材料正是表面处理耐磨材料的研究和发展方向。
金属材料磨损原理
金属材料磨损原理
金属材料磨损是指金属材料在摩擦、磨擦或磨料的作用下,表面发生剥离、破裂或破坏的现象。
磨损是金属材料使用中不可避免的现象,它会减少零部件的寿命,影响设备的可靠性和效率。
金属材料磨损的原理可以归纳为三个方面:机械磨损、化学磨损和疲劳磨损。
机械磨损是由于摩擦力和表面载荷导致金属表面的物质剥离或形变。
当金属材料表面与另一个材料接触并相对运动时,表面的原子会发生位移和形变。
在高载荷和高速度下,金属表面会发生塑性变形和微观裂纹,最终导致表面剥离或破坏。
化学磨损是由于金属材料与外界介质发生化学反应而引起的磨损。
金属材料表面容易受到露天环境中的氧气、水分、酸碱等物质的侵蚀和氧化。
这些化学作用会导致金属表面的腐蚀、锈蚀和表面层的剥落,加速材料的磨损。
疲劳磨损是由于金属材料受到重复应力加载而造成的磨损。
当金属材料长时间处于应力加载状态下,其晶粒会发生位移和聚集,导致表面的微小裂纹扩展。
随着裂纹的扩展和交叉,最终导致金属材料的破裂和剥离。
为了减少金属材料的磨损,可以采取以下措施:选择更耐磨损的金属材料,提高材料的硬度和强度;表面处理,如涂层、渗碳等,增加材料的耐磨性;改善润滑条件,减少摩擦力和磨损;
设计合理的接触面形状和尺寸,减少局部应力集中。
通过综合运用这些方法,可以有效延长金属材料的使用寿命,提高设备的可靠性和效率。
金属件磨损的测量标准
金属件磨损的测量标准Title: Measurement Standards for Metal Component Wear金属件磨损的测量标准引言:金属件的磨损是在使用过程中不可避免的现象,会对设备的性能和寿命产生重要影响。
为了评估金属件磨损情况,确保设备正常运行,制定测量标准是至关重要的。
一、标准的制定制定金属件磨损的测量标准需要综合考虑多个因素,包括但不限于磨损形态、实验方法、测量精度、所涉及的设备类型等。
制定标准的过程应遵循科学性、客观性、可操作性和可靠性的原则。
二、磨损形态的分类根据金属件磨损的形态和机制进行分类,常见的磨损形态可分为磨粒磨损、磨料磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损等。
不同形态的磨损需要采用不同的测量方法和标准。
三、实验方法的选择根据具体的磨损形态和要求,选择合适的实验方法进行测量。
常用的方法包括显微镜观察、电子显微镜分析、摩擦磨损试验、磨损体积损失测量等。
标准应规定实验方法的具体步骤和条件,确保结果的可重复性和可比性。
四、测量精度的要求金属件磨损的测量精度对于判断设备寿命和磨损程度至关重要。
测量标准应明确测量精度的要求,包括测量误差范围和重复性指标等。
同时,标准应提供相应的校准方法和设备要求,确保测量结果的准确性和可信度。
五、设备类型的考虑金属件涉及多个行业和领域,不同设备类型对磨损的影响程度也会有所不同。
制定标准时应考虑适用范围,确保标准的适用性和实用性。
结论:金属件磨损的测量标准对于预防设备故障、提高设备寿命至关重要。
制定标准需要考虑磨损形态、实验方法、测量精度和设备类型等多个因素,确保评估结果的准确性和可比性,为设备运行提供有效的支持。
金属的摩擦磨损实验
金属的摩擦磨损实验
金属的摩擦磨损实验是一种实验方法,用于研究金属材料在摩擦过程中的行为和性能。
该实验的目的是了解金属材料的摩擦系数、磨损率、耐久性以及在不同环境下的性能表现。
在金属的摩擦磨损实验中,通常采用滑动摩擦、滚动摩擦或冲击摩擦等实验条件,并采用各种摩擦磨损试验机进行测试。
根据实验要求,可以选择不同的试验机,如磨损试验机、往复摩擦试验机、滚动摩擦试验机等。
在实验过程中,需要测量金属材料的摩擦系数和磨损率。
摩擦系数是指材料在摩擦过程中所受的摩擦力与压力之比,反映了材料在摩擦过程中的润滑性能和耐磨性。
磨损率则是指材料在摩擦过程中损失的质量或体积与摩擦距离或时间的比值,反映了材料的耐久性和可靠性。
此外,在金属的摩擦磨损实验中,还需要考虑温度、湿度、载荷、速度等实验参数对金属材料性能的影响。
通过调整实验参数,可以研究金属材料在不同环境下的性能表现和变化规律,为材料的优化设计和改进提供依据。
总之,金属的摩擦磨损实验是一种重要的实验方法,可以帮助我们了解金属材料的性能和行为,为材料的优化设计和改进提供依据。
通过该实验,可以评估金属材料的耐磨性、耐久性和可靠性,为机械、汽车、航空航天等领域的工程应用提供技术支持。
金属磨损的危害及减摩降损
金属磨损的危害及减摩降损机械传动部件在运行过程中,相对运动的部件接触面之间都会有摩擦。
有摩擦就会产生磨损,金属摩擦引起的磨损是机械零件失效的三大原因(磨损、腐蚀和疲劳断裂)中最主要的因素。
机械传动部件绝大多数是铁基金属材料制成的,磨损的种类基本分为粘着磨损、磨料磨损、表面疲劳磨损和腐蚀磨损。
磨损的现象主要表现为摩擦表面出现裂纹、犁沟、麻点等缺陷,这些现象是造成机械零件失效的主要原因。
机械摩擦和磨损会导致机械设备和零部件的损失主要有以下几种类型:(1)磨损:机械设备的部件在运转过程中摩擦产生磨损,这会导致零部件的寿命缩短。
如果磨损程度过高,可能需要更换零部件或整个设备,这会增加维修和更换成本。
(2)故障:摩擦和磨损会导致机械设备的部件损坏,进而导致机械故障。
机械故障会导致生产停滞,增加维修和更换成本,甚至可能导致安全事故。
(3)能量损失:机械运行摩擦会产生热能,并且会将一部分能量转化为热量,其中边界摩擦更导致能源的浪费(主要表现为电动机电流加大),从而增加机械设备的运行成本;(4)能效降低:机械设备的能效在运转过程中会受到摩擦和磨损的影响,从而导致能效下降,浪费能源、增加成本。
国际权威机构测算,世界一次性能源的30~50%消耗在机械摩擦损失上,机械设备损坏和失效约80%是摩擦磨损造成的,50%以上的机械设备的恶性事故起因于润滑失效造成的过度磨损;根据中国工程院咨询项目《摩擦学科学及工程应用现状与发展战略研究》统计,2006年我国因摩擦、磨损而导致的损失约高达9,500.00亿元;美、英、德、日国家调查分析,磨损失效造成的损失占国民经济总产值的2%。
摩擦、磨损难以避免,正确认识磨损的危害,减少磨损带来的损失,越来越受到企业的重视。
相关的新技术、新产品也不断推出。
金属磨损自修复(金属磨损动态修复原位强化、金属磨损在线修复原位强化)技术能够有效减少摩擦、降低磨损造成的损失,助力企业降本增效、节能减排。
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
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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
12
··················
式中:V-磨损体积;l-滑动距离;K-磨屑形成几率; d-磨屑直径
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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。
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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。
金属的磨损PPT课件
▪ 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▪ 另一方面,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,如磨削、研磨、抛光、 跑合等。
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2004 年底由中国工程院和国家自然科学基金委共同组织 的北京摩擦学科与工程前沿研讨会的资料显示,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 %,却消耗了世界的30 %以上的钢材;我国每年因摩擦磨 损造成的经济损失在 1000 亿人民币以上,仅磨料磨损每年 就要消耗300 多万吨金属耐磨材料。可见减摩、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。
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模块一 金属磨损的概念
3
一、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 (abrasion)。
▪ 磨损表现为表面不断有细小颗粒被分离出来而成为磨屑, 以及在摩擦载荷作用下,金属表面性质(金相组织、物理 化学性能、力学性能)和形状的(形貌和尺寸、粗糙度、 表面层厚度)变化。
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二、磨损过程
▪ 在机械的正常运转中,磨损过程大致可分为三个阶段:
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三、金属的耐磨性
第七章金属磨损和接触疲劳
2.磨损量的估算
Archard 提出的粘着磨损量估算方法如下: 在摩擦副接触处为三向压缩应力状态,故接触压缩屈服强度近似为
单向压缩屈服强度σSC的三倍。若接触处因压应力很高超过σSC 产生塑性变形,随后因加工硬化而使变形终止。此时,外加载荷 事实上作用在接触点真实面积上。设真实接触面积为A,接触压 缩屈服强度为3 σSC ,作用于表面上的法向力为F,则
(b) 磨粒性能
* 磨粒硬度
磨损体积与硬度比Ha /H(磨粒硬度Ha与材料硬度 H之比) 的关系。
4.改善磨粒磨损耐磨性的措施
a) 对于以切削作用力主要机理的磨粒磨损,应增 加材 料的硬度;对以塑性变形为主的磨粒磨损, 应提高 材料的韧性。
b) 根据机件服役条件(高应力冲击、无冲击下的 低应 力),合理地选择耐磨材料(高锰钢、中碳 调质钢)。
F=A (3 σSC) 假定磨屑呈半球形,直径为d。任一瞬时有n个粘着点,所有粘着点
尺寸相同,直径也为d,则
d 2
A n( ) 4
可推出:
n
4F 3 SCd
2
再假定每一粘着点滑过距离也为d,则单位滑动距离形成的粘着点
数N为
N
n d
4F 3 SC d 3
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
以得到 F= (3 σSC) πr2
设θ为凸出部分的圆锥面与软材料表面间的夹角,当摩擦副相对滑 动了l长的距离时,凸出部分或磨粒切削下来的软材料体积,即磨损 量V为 V=0.5*2r*r*tan θl=r2ltanθ
由上两式可得
材料力学性能第七章金属的磨损ppt课件
➢ 根据剥落裂纹起始位置及形态不同,分为:
➢ (1) 麻点剥落(点蚀)
➢ (2) 浅层剥落
➢
(3) 深层剥落(表面压碎)
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2. 接触应力
➢ 两物体相互接触时,在表面上产生的局部压入应力称 为接触应力,也称为赫兹应力。
➢ 线接触(齿轮)与点接触(滚珠轴承)
上图为温度对胶合磨损的影响,可以看出, 当表面温度达到临界值(约80℃)时, 磨损量 和摩擦系数都急剧增加。
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润滑油、润滑脂的影响
在润滑油、润滑脂中加人油性或极压添加剂能提高润 滑油膜吸附能力及油膜强度,能成倍地提高抗粘着磨 损能力。
油性添加剂是由极性非常强的分子组成,在常温条件 下,吸附在金属表面上形成边界润滑膜,防止金属表 面的直接接触,保持摩擦面的良好润滑状态。
磨损是一个复杂的系统工程
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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
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3. 磨损的分类方法
粘着磨损 磨粒磨损
冲蚀磨损 疲劳磨损 微动磨损 腐蚀磨损
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§7.2 磨损模型
一、粘着磨损 1. 磨损机理 ➢定义:在滑动摩擦条件下,当摩擦副相对滑动速 度较小(钢小于1m/s)时发生的, ➢原因:缺乏润滑油,摩擦副表面无氧化膜,且单 位法向载荷很大,σ接触>σs又称咬合磨损
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主轴转速 : 60r/min ~ 12000r/min
主轴转速示值准确度: ± 2r/min
高温炉温度范围: 室温~ 800℃;
高温炉密封性能: 在连续充入氮气(纯度
99.9%以上)的条件下,炉内 氧气含量应能达到1%以下。 最大负荷:
金属磨损的原因
金属磨损是由于金属表面与其他物体直接接触并发生相对运动时引起的表面材料的逐渐去除。
磨损过程中,金属表面的微小颗粒可能会脱落,导致材料损耗。
以下是金属磨损的一些常见原因:
1. 机械磨损:
-机械磨损是由于两个金属表面之间的相对运动而引起的。
这种运动可能是滑动、滚动、挤压等,会导致表面微观颗粒的剥落,最终形成磨损。
2. 颗粒磨损:
-在金属表面上存在颗粒,如尘埃、砂粒或其他硬质颗粒。
当金属表面与这些颗粒接触并发生相对运动时,颗粒可以充当磨粒,引起金属表面的磨损。
3. 化学磨损:
-包括腐蚀和氧化等化学作用导致的金属表面损耗。
化学磨损可以加速机械磨损的过程,因为化学反应可能导致金属表面的软化或形成脆性氧化物。
4. 疲劳磨损:
-长时间的往复运动或振动可能导致疲劳磨损。
这种磨损通常出现在金属表面上的微小裂缝或应力集中区域,最终导致裂纹扩展和材料损伤。
5. 润滑不足:
-如果在金属表面之间的相对运动中润滑不足,摩擦会增加,从而导致磨损。
润滑油的选择和使用对减缓磨损过程非常重要。
6. 高温磨损:
-在高温环境下,金属的热膨胀和软化可能加剧磨损。
高温下的金属表面可能更容易受到机械和化学磨损的影响。
7. 载荷和压力:
-高载荷和压力可能导致金属表面的变形和塑性变形,从而增加磨损。
这在高负载和高压应用中特别明显。
磨损是常见的材料损耗方式,对于机械系统的设计和运行具有重要影响。
为了减缓磨损过程,通常采取一些措施,如合适的润滑、使用硬度更高的材料、表面处理等。
第6章-金属材料的表面摩擦与磨损ppt课件
6.1 摩擦
4.2 边界摩擦 Boundary Friction 物理吸附膜 ✓ 矿物润滑油中常含有一些极性物质,其分子的一端是带有强电荷 的极性团,与金属表面亲和力强,在金属表面形成单层分子或多 层分子的吸附膜。 ✓ 因此, 摩擦发生在金属表面的极性分子的非极性端, 从而有效地 防止摩擦表面的直接接触, 减少了摩擦。
0-t1
t1-t2
t2-t3
时间
6.2 磨损
1. 磨损 磨损不仅是材料本身固有特性的表现, 更是摩擦学系统特性的反映。 因此, 磨损也具有条件性和相对性 ✓ 磨损的这种特性和摩擦很相似, 因而也可用类似的表达式来表示, 即:
wf(x,s)
✓ 同一种机器零件在不同机器中会产生不同类型或不同程度的磨损。 ✓ 即使在同一台机器中, 不同工况也会导致不同程度甚至不同类型的
6.2 磨损
2. 粘着磨损 在摩擦副中, 相对运动的摩擦表面之间, 由于粘着现象产生材料转 移而引起的磨损, 称为粘着磨损。 ✓ 这类磨损一般发生在相互滑动(或转动)的干摩擦表面上, 即在表面上 的某些微突体产生固相焊合, 严重时还会出现摩擦副完全“咬死”的 现象。 如:在润滑状况恶化的条件下, 柴油机烧轴瓦就是这种磨损的典型例子。 ✓ 有两种粘着(焊合):①冷焊粘着;②热局部焊合粘者 粘着磨损过程 ⑴ 载荷、速度小 ⑵ 载荷、速度较大 ⑶ 变形、断裂及材料转移 ⑷ 新粘着点产生
磨损指标: 磨损量指标:磨损量、磨损率
几何形状指标:平面度、圆度、圆柱度
✓ 平面度: 公差带是距离为公差值t 的两个平行平面之间的区域。 ✓ 圆度: 半径差为公差值t的两个同心圆之间的区域。 轴颈的圆度误差
可以采用外径千分尺测量指定平面两个相互垂直的直径, 其半径差 就是圆度误差。
第六章金属的磨损(打印)
第六章金属中的磨损长期以来,磨损一直是一个具有现实意义的研究课题,同时也是一个跨学科性的课题。
但是,由于对其基本知识了解不够,尤其是金属塑性变形有关磨损资料缺乏,给理论上阐述带来困难。
近年来,材料保护和能源节约日趋重要,而磨损是材料消耗的主要原因,减少磨损就可大大地节约材料与材料生产方面所需的能源。
研究材料成形过程的磨损的目的在于通过各种磨损现象的观察与分析,寻找磨损过程中的变化规律和影响因素,从而注重选择合理的工模具材料,设计减少磨损的材料成形工艺和采用适当的工艺润滑剂,以保证材料磨损减少到最低程度,同时提高成形制品质量。
6.1磨损摩擦副之间发生相对运动时引起接触表面上材料的迁移或脱落过程称之为磨损,见图1-2。
这一过程往往还拌随有摩擦热的产生。
磨损和摩擦热是摩擦的必然结果。
同样,磨损也是伴随着摩擦必然存在的,只不过在有些情况下磨损非常小,可以忽略不计。
( 迁移) (脱落)图6-1 磨损示意图举例说明:磨损的危害? 谜语?6.1.1磨损过程一般磨损过程一般分为三个阶段,见图6-1。
(1)跑合(磨合)阶段在载荷作用下,接触表面上的微凸体首先发生塑性变形,真实面积逐渐增加,直至相对稳定。
跑合(Running-in Process)过程的特点是摩擦表面有较大的磨损并有发热现象,表面的几何形貌以及表面和表层的物理、力学性能发生变化。
(2)稳定阶段摩擦副经过跑合后,进入稳定磨损阶段。
这时,在摩擦条件不变的条件下,摩擦的实际接触面积保持不变(动态平衡),即一些摩擦粘接点因磨损而破坏,又生成一些新的摩擦粘接点,单位面积上的实际接触压力保持一定动态平衡,磨损率趋于稳定。
(3)“急剧”磨损阶段随着磨损过程的进行,摩擦副几何尺寸发生较明显的变化,产生大量的磨屑,摩擦表面及表层发生严重的变形,尺寸精度严重下降,摩擦条件发生很大变化,出现振动,严重发热等现象,使磨损速率升高,磨损加剧,直至报废。
图6-1 磨损量W 与工作时间t 的关系6.1.2磨损与摩擦关系磨损与摩擦过程密切相关,在摩擦磨损过程中,摩擦表面及表层的形貌、结构与性能发生变化,同时伴随着能量的传递与消耗。
金属磨损率的范围
金属磨损率的范围可以根据不同的金属材料、摩擦表面、工况等因素而有所差异。
以下是一些常见金属材料的磨损率范围:
铁和钢:通常磨损率在0.1-1.0毫米/每10^6个循环之间。
铜和铜合金:磨损率范围为0.01-0.1毫米/每10^6个循环。
铝和铝合金:磨损率通常在0.01-0.1毫米/每10^6个循环之间。
不锈钢:磨损率范围为0.01-0.5毫米/每10^6个循环。
需要注意的是,磨损率的范围也会受到其他因素的影响,如摩擦副的润滑状况、工作温度、压力等。
在不同应用环境中,金属的磨损率可能会有所不同。
此外,磨损率的度量单位通常使用毫米/每10^6个循环或毫米/每小时来表示,具体的度量单位也可能因不同的研究方法和实验条件而有所差异。
最终,准确的磨损率需要通过实际的实验测试或者参考相关的研究文献来获取。
金属磨损率的范围
金属磨损率的范围全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:金属磨损率是指金属在运动、摩擦或使用过程中所产生的磨损程度。
金属在特定条件下会随时间不断地发生磨损,这种现象在工业生产中十分常见,因此研究金属磨损率的范围对于提高金属材料的利用率和延长使用寿命具有重要意义。
金属磨损率的范围受多种因素的影响,包括金属的种类、表面质量、使用环境、磨损方式等。
在不同条件下,金属的磨损率也会有所不同。
一般来说,金属磨损率可分为几种情况:1. 低磨损率:一些金属在特定条件下具有较低的磨损率,例如不锈钢、铜等。
这些金属具有较高的硬度和耐磨性,能够在相对恶劣的环境下保持较长时间的使用寿命。
金属磨损率的范围还受金属材料的处理方式、表面涂层、润滑方式等影响。
对金属表面进行表面处理、质量检测和维护保养等工艺措施,可以有效降低金属的磨损率,延长使用寿命。
在实际生产中,通过对金属磨损率进行测定和分析,可以更好地了解金属在使用过程中的磨损程度,为进一步改进金属材料的设计、选用和应用提供参考依据。
金属磨损率的范围也是金属材料科学研究和工程应用中的一个重要指标。
金属磨损率的范围是一个复杂而多样的问题,受多种因素的综合影响。
通过深入研究金属材料的特性和应用环境,可以更有效地控制和减小金属的磨损率,提高金属材料的利用率和性能,促进工业生产的发展和进步。
【字数已达要求,谢谢阅读!】第二篇示例:金属磨损率是指金属在使用过程中因外力或化学作用而损耗的速率。
金属磨损率的范围是一个非常重要的参数,它直接影响到金属材料的使用寿命和性能。
本文将介绍金属磨损率的定义、影响因素以及其范围,并探讨如何有效降低金属磨损率。
一、金属磨损率的定义金属磨损率是指金属在运动过程中因摩擦而失去的质量与时间的比值。
通常用mg/s或g/min来表示,即单位时间内金属材料的磨损量。
金属磨损率越大,说明金属材料的磨损速度越快,使用寿命也会相应减少。
金属磨损率的计算方法主要有失重法、电化学法、热重分析法等。
金属件磨损的测量标准
金属件磨损的测量标准金属件磨损是指金属表面因摩擦、磨擦、腐蚀等原因而损失的现象。
为了准确评估和监测金属件磨损程度,制定合理且科学的测量标准是至关重要的。
本文将介绍金属件磨损的测量标准,并对常用的测量方法进行讨论。
一、测量标准的制定金属件磨损的测量标准应基于科学、客观的原则,并符合行业的要求。
下面是制定测量标准的一些建议:1. 准确性:测量标准应具备高度的准确性,以确保测量结果的可靠性和准确性。
2. 可重复性:测量结果应具备良好的可重复性,不受操作者或测量设备的影响。
3. 统一性:测量标准应与行业标准和相关规范保持一致,以实现统一的测量方法和结果。
4. 可操作性:测量标准应简单易行,操作方便,以提高操作人员的效率和准确性。
5. 综合考虑:制定测量标准时应综合考虑金属材料的特性、磨损形式和测量方法等因素。
二、常用的测量方法1. 重量法:该方法是使用天平或电子秤来测量金属件的重量差异,以评估磨损程度。
这种方法适用于金属件的整体磨损。
2. 直径法:该方法是通过测量金属件的直径变化来判断磨损情况。
可以使用卡尺或光学仪器进行测量。
3. 表面粗糙度法:该方法通过测量金属件表面的粗糙度参数,如Ra值、Rz值等来评估磨损程度。
使用表面粗糙度仪或剖面仪进行测量。
4. 微观组织观察法:该方法通过金属件的金相显微镜观察,观察金属组织的磨损情况和变化,以评估磨损程度。
5. 表面硬度法:该方法是通过在金属件表面进行硬度测试,以评估磨损情况。
使用洛氏硬度计或维氏硬度计进行测量。
三、测量标准实施案例为了更好地说明测量标准的实施,我们以汽车发动机曲轴为例进行讨论。
1. 磨损形式的判断:根据曲轴的工作条件和使用环境,分析其磨损形式。
可能包括磨粒磨损、润滑不良引起的磨损等。
2. 测量方法的选择:根据磨损形式,选择合适的测量方法进行磨损评估。
比如使用金相显微镜观察磨损表面的变化,或者使用表面粗糙度仪进行表面粗糙度测量。
3. 测量标准的制定:根据测量结果和行业标准,制定合理的测量标准。
金属的磨损试题磨损及影响因素
金属的磨损试题磨损及影响因素
磨损是指物体表面在相对运动过程中逐渐消耗的现象。
金属材料的磨损主要由以下几个因素影响:
1. 负荷:负荷是指作用在金属表面的力大小。
负荷越大,金属表面的磨损越严重。
这是因为负荷增大会导致金属表面的接触压力增大,从而加剧金属材料之间的摩擦和磨损。
2. 表面硬度:金属材料的表面硬度越高,磨损越小。
硬度高的材料能够抵抗磨损和划伤,因此具有较好的耐磨性能。
3. 摩擦系数:摩擦系数是描述材料之间摩擦力大小的参数。
摩擦系数越小,金属材料的磨损越小。
通常情况下,润滑剂的使用可以降低金属材料之间的摩擦系数,从而减少磨损。
4. 温度:温度对金属材料的磨损也有一定影响。
一般情况下,温度升高会增加金属材料的软化和热膨胀,从而加剧磨损。
但对于某些特定金属合金,适当提高温度可以增加其抗磨损性能。
5. 环境介质:金属材料的磨损还受到环境介质的影响。
例如,在潮湿的环境中,金属材料容易被氧化和腐蚀,从而加剧磨损。
对于某些金属材料,选择合适的涂层或表面处理方式可以提高其抗磨损性能。
需要注意的是,金属材料的磨损是一个复杂的过程,受到多个因素的综合影响。
因此,在实际应用中,需要综合考虑各种因素,并采取相应的措施来减少磨损。
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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)。
一般地,强度低(即硬度低)的一方易发生分离而咬合到硬度高的摩擦面上。
故而两硬度不同的摩擦件,硬度低的磨损量远远大于硬度高的
2.磨粒磨损:也叫切削磨损。
为摩擦副一方存在的坚硬凸起(可能来源:①本身硬度高;②凸起部位因局部的应力集中而形变强化;③粘着其它硬质点)或接触面间存在硬的质点(第三者,含自身磨屑),并在因相对运动在另一摩擦面上产生切削划痕并导致其物质丢失,分别叫二体磨粒磨损或三体磨粒磨损。
特点:有明显划痕(沟槽)(与咬合不同),其磨损机理为切削为主。
四、影响材料耐磨性的因素
1.强度(硬度):尤其指表面硬度;
2.碳化物(或硬的第二相质点)的含量及其形态和分布;
3.润滑:其作用:①降低磨擦系数②分离磨擦面;
4.表面处理:
①化学热处理,均大幅提高材料的耐磨性能,其中以渗N作用最佳;
②渗硼B,目的:a)提高表面强度;b)降低相互间粘接力;c)减磨擦系数、摩擦力;
③镀金:增加润滑,提高表面硬度;
④渗S、渗P,增加润滑(特别是高温下工作的工件,此时不能加润滑剂);
5.表面光洁度;
五、接触疲劳
两机件间作相互滚动(或作滑动)时,因交变压应力循环长期作用,而致接触表面产生压疲劳损伤,致使厚部区域产生小块金属剥落(形成蚀点,凹坑中见到微观疲劳辉纹。
常与咬合磨损、磨粒磨损共同出现)。