材料的磨料磨损影响因素及提高耐磨性途径讲课讲稿

材料的磨料磨损影响因素及提高耐磨性途

径

磨料磨损的材料的影响因素及提高耐磨性途径

1磨损

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，因摩擦而造成的物体的损耗。

2磨料磨损

物体表面与硬质颗粒或硬质凸出物（包括硬金属）相互摩擦引起表面材料损失。

3磨料磨损机理

磨料磨损机理就是研究磨料颗粒与材料表面相互作用过程的物理化学变化规律，包括磨损系统中各参变量变化对磨损持性的影晌规律。

材料特性和材料与磨料相互作用时的接触应力、接触时相对运动速度、环境介质等外部参数，在不同工况下材料的耐磨性能是不同的。要根据具体工况条件选用材料，不能不加分析的按照一个固定模式选材。

4磨料磨损的影响因素

4.1材料特性的影响

4.1.1 材料硬度对耐磨性的影响

材料的相对耐磨性和材料的硬度成正比。

4.1.2 材料磨损表面硬度对耐磨性的影响

金属材料经过磨料磨损后，它的表面硬度都有所提高，其耐磨性和磨后硬度相关，和原始硬度无关。

4.1.3 磨料硬度与材料硬度比值对耐磨性的影响

当磨料的硬度比材料的硬度高得多时，材料的磨损率几乎相同。金属材料的相对磨损并不随磨料的硬度而增加。这时磨损率只决定于材料本身的硬度。

4.1.4 材料磨后硬度与磨料硬度比值对耐磨性的影响

金属材料经过变形而可能获得的最高硬度与磨料硬度的比值是判断材料耐磨性的较好参量。

4.1.5材料的断裂韧性对耐磨性的影响

材料的硬度和断裂韧性的良好配合，可获得材料对磨料磨损的高的耐磨性。

4.2磨料特性的影响

4.2.1磨料颗粒形状的影响

在滑动磨料磨损过程中的主要机理是显微切削，磨料颗粒像刀具那样的切削金属材料面产生磨屑。

磨料颗粒棱角的不同，在载荷作用下刺人材料表面的深浅不同；在滑行过程中磨损机理的不同(是切削还是犁沟变形)，都会使材料的磨损率不同。

4.2.2磨料硬度的影响

硬磨料磨损，Hm/Ha≤0.5-0.8，增加材料的硬度对其耐磨性增加不是很大。软磨料磨损，Hm/Ha＞0.5-0.8，增加材料的硬度Hm，会迅速提高耐磨性。

4.2.3磨料粒度的影响

存在着一个磨料的临界尺寸，当载荷较小时(名义接触应力较低时)，比临界尺少小的磨料粒度与材料的磨损率有着明显的依赖关系。当磨料粒度超过这个临界尺寸，则材料的磨损率不随磨料粒度增加而增加。在某些情况下，当粒度小于一定值时，材料的磨损趋于零，这说明在某些“粉磨”过程中，材料的

磨损是可以忽略不计。当载荷较大时，小于临界尺寸的磨粒对材料造成更大的磨损；大于临界尺寸的磨粒对材料造成的磨损也随载荷的增加以一定斜率增加，载荷越大，斜率愈大。

4.2.4磨料的运动方式对材料磨损的影响

磨料与材料的运动状态可以分为滑动、滚动和冲击磨损等。

4.3载荷、速度及介质、环境条件的影响

4.3.1 载荷的影响

磨损体积的大小与载荷成正比，与材料的硬度成反比，所以裁荷增加使材料可由轻微磨损转变为严重磨损。

4.3.2 滑动速度的影响

滑动速度改变磨损热，而磨损热对材料的影响是不同的。

4.3.3 介质、环境条件的影响

许多易磨损件是在水或带有一定酸碱度的液体及在一定温度条件下工作的，腐蚀作用加速了磨损，磨损产生的新鲜表面又促进了腐蚀作用。

5 提高磨料磨损耐磨性的途径，要从材料和处理工艺两方面来考虑

材料的成分和处理工艺决定了材料的组织和机械性能。

根据对零件磨损过程的系统分析，以及磨损零件的失效分析以后，对零件磨损的原因、影响因素及磨损类型、选材基本方向有了认识，根据现有的资料、知识和以往经验对材料和工艺的选用进行方案初选。

耐磨材料的优选，要考虑材料的很多特性：硬度、材料组织、材料性能。另外还要考虑载荷、速度和介质。也要考虑工艺性和经济性。

▲各种组织的耐磨性随硬度的增加而增加，马氏体及回火马氏体具有最高的耐磨性。

▲在相同硬度时，贝氏体比马氏体的耐磨性好。

▲碳化物沿晶界析出成网状，对耐磨性不利。碳化物提高耐磨性只有当它们的硬度比基体高时才有效。

▲在高应力磨料磨损的情况，特别是在具有冲击负荷作用时，材料具有高的强度和韧性时，则耐磨性高。

▲在相同的磨损试验条件下，在高韧性状态中的磨损比在高强状态下小。

▲在材料硬度较高时，材料的强度，特别是塑性、韧性的提高有利于耐磨性的提高。

▲材料的硬度和断裂韧性的良好配合，可获得材料对磨料磨损的高的耐磨性。

▲在磨料磨损的条件下，碳化物的颗粒越大，耐磨性越好。

▲夹杂物颗粒都产生局部高应力，会大大地增加磨损。

▲应变强化指数越大，钢的耐磨性越好。

▲硬质点通常使耐磨性的提高成比例的提高，拥有细而分散的半共格硬质点的微观组织，具有很高的耐磨性。