7磨损与腐蚀失效分析资料

2
2
7.1 磨损失效分析
7.1.2 磨损失效分析
磨损失效分析可以概括为： 用宏观及微观分析方法对磨损失效零件的表面、剖面及 回收到的磨屑进行分析，同时考虑工况条件的各种参数对零 件使用过程造成的影响，再考虑零件的设计、加工、装配、 工艺和材质等原始资料，综合分析磨损发生发展的过程，判 断早期失效的原因，或耐磨性差的原因。从而使选材、加工 工艺和结构设计更趋合理，以达到提高零件使用寿命及设备 稳定可靠的目的。
5、表面处理
2
12
7.1 磨损失效分析
7.1.3 磨损失效的预防措施 5、表面处理
（1）机械强化及表面淬火 机械强化是在常温下通过滚压工具对工件表面施加一定压 力或冲击力，把一些易发生粘着的较高微凸体压平，减小 摩擦系数。强化过程可产生加工硬化效果，并产生有利的 残余压应力。 表面淬火是利用快速加热时零件表面迅速奥氏体化，之后 快冷获得马氏体组织，表面获得高硬度及良好耐磨性。有 火焰加热表面淬火、感应加热表面淬火、高能束（激光、 电子束、太阳能）表面淬火、激光相变强化热处理等。
2
11
7.1 磨损失效分析
7.1.3 磨损失效的预防措施 2、改进使用条件，提高维护质量
注意润滑剂的使用情况，避免出现超速、超载、超温、振
动过大等情况3、工艺措施
冶炼的成分控制、夹杂物和气体含量等，合适的热处理等。
4、材料选择 ：正确选择摩擦副的材料是关键
2
5
7.1 磨损失效分析
2、磨损失效分析的内容
（1）磨损表面形貌分析 宏观分析：放大镜观察，实物显微镜观察 微观分析：扫描电子显微镜 （2）磨损亚表层分析 a 冷加工变形硬化，且硬化程度比常规的冷作硬化要强烈 的多； b 由于摩擦热、变形热等的影响，亚表层可观察到金属组 织的回火、回复再结晶、相变、非晶态层等； c 可以观察到裂纹的形成部位，裂纹的增殖及扩展情况及 磨损碎片的产生和剥落过程，为磨损理论研究提供重要的实验 依据。 （3）磨屑分析
7.1 磨损失效分析
7.1.1 磨损及磨损失效
1、磨损
（1）磨损的概念 :当相互接触的零件表面有相对运动时， 表面的材料粒子由于机械的、物理的、化学的作用而脱离母 体，使零件的形状、尺寸或重量发生变化的过程。 （2）磨损程度的度量：长度磨损量WL、体积磨损量WV、重
量磨损量WW、磨损率、磨损速度等。
2
7
7.1 磨损失效分析
3、磨损失效模式的判断
（2）磨料磨损的特征及判断
表面存在与滑动方向或硬质点运动方向相一致的沟槽或划 痕。在磨料硬而尖锐的条件下，如果材料塑性较好，磨损 表面的沟槽清晰、规则、沟边产生毛刺；如果韧性较差， 沟槽比较光滑。如果磨料不够尖锐而材料韧性较好，磨料 不能有效切削金属，只能将金属推挤向磨料运动方向的两 侧或前方，使表面形成沟槽，沟槽前方材料隆起，变形严 重。材料的韧性很差或者材料的硬质点与基体的结合力较 弱，会出现脆性相断裂或硬质点脱落，在材料表面形成坑 或孔洞。
2
3
7.1 磨损失效分析
1、磨损失效分析的步骤
（1）现场调查及宏观分析：详细了解零件的服役条件和使用 工况，了解零件的设计依据、选材依据及制造工艺。确定分析 部位并提取分析样品，包括摩擦副、磨屑、润滑剂及沉积物等。 记录表面划伤、沟槽、结疤、蚀坑、剥落、锈蚀及裂纹等形貌 特征，初步判断磨损失效的模式。 （2）测量磨损失效情况 ：确定磨损表面的磨损曲线，查明磨 损变化规律、最大磨损量及其所处部位。确定磨损速率，分析 磨损情况是否正常，是否属于允许的范围。
（5）冲蚀磨损特征及判断
兼有磨料磨损、腐蚀磨损、疲劳磨损等多种磨损形势及 脆性剥落的形貌特征。磨损表面宏观粗糙，有时粒子会 冲击出许多小坑。
（6）微动磨损特征及判断
表面通常粘附一层红棕色粉末（磨损脱落下来的金属氧 化物颗粒，将其除去后，可出现许多小麻坑。微动初期 可看到不规则凸起，微动区域中可发现大量表面裂纹。
（3）耐磨性：在一定工作条件下材料抵抗磨损的能力。 绝对耐磨性：用磨损量或磨损率的倒数来表示。 相对耐磨性：两种材料磨损量的比值。
2
1
7.1 磨损失效分析
7.1.1 磨损及磨损失效
2、磨损失效
机械零件因磨损导致尺寸减小和表面状态改变并最终丧 失其功能的现象称为磨损失效。磨损失效是个逐步发展、渐 变的过程，有时磨损会造成断裂失效，在腐蚀介质中，磨损 也会加速腐蚀过程。
2
4
7.1 磨损失效分析
1、磨损失效分析的步骤
（3）检查润滑情况及润滑剂的质量：检查润滑剂的类型，使 用效果，是否变质等；检查润滑方式是否合理，过滤装置是否 有效。 （4）摩擦副材质的检查：力学性能、化学成分、钢种气体、 夹杂物含量等；注意摩擦副工作前后的变化情况，表层及附近 金属有无裂纹、异物嵌入、二次裂纹、塑性变形及剥落等情况。 （5）进行必要的模拟试验 ，并分析磨损表面、亚表面及磨屑 的组织结构、形貌特征。 （6）确定磨损机制，分折失效原因，提出改进措施 。
2
10
7.1 磨损失效分析
7.1.3 磨损失效的预防措施 1、改进结构设计及制造工艺
摩擦副的结构要有利于摩擦副间表面保持膜的形成和 恢复、压力的均匀分布、摩擦热的散失和磨屑的排出，以
及防止外界磨料、灰尘的进入等。
加工制造中避免尺寸偏差、表面粗糙度不符合要求、 热处理组织不当、残余应力过大及装配质量差等问题。
2
8
7.1 磨损失效分析
3、磨损失效模式的判断
（3）疲劳磨损的特征及判断
表面金属小片状脱落，在金属表面形成一个个麻坑，在麻 坑的前沿或者根部，有表面疲劳裂纹或者二次裂纹。
（4）腐蚀磨损特征及判断
腐蚀加速磨损，磨损促进腐蚀。在钢材表面会生成一层红 褐色氧化物或黑色氧化物。
2
9
7.1 磨损失效分析
3、磨损失效模式的判断
2
6
7.1 磨损失效分析
3、磨损失效模式的判断
粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损、冲蚀磨损、微动磨损
（1）粘着磨损的特征及判断
局部应力很高，产生严重塑性变形并产生牢固的粘合或
焊合。强度较低的金属亚表层发生剪切撕脱，造成软金 属粘着在相对较硬的金属表面，形成细长条状，不均匀， 不连续的条痕；而在较软金属表面则形成凹坑或凹槽； 粘合处强度进一步增加，使剪切断裂面深入到金属内表 面，在较软金属表面形成梨沟。