关于材料的磨损性能课件
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W=KpL/(3Hv)
§6.2 磨 损 过 程
二、磨粒磨损(磨料磨损或研磨磨损) 1、概念：
摩擦副的一方表面存在坚硬的细微凸起； 或在接触面间存在硬质粒子； 产生的磨损。
前者称两体磨粒磨损；后者称三体磨粒磨损。 依据磨粒受的应力大小，
分为凿削式、高应力碾碎式、低应力擦伤式3类。 2、发生条件： 3、表面特征：
润滑油→挤入裂纹内→形成油楔 → 裂纹沿与滚动方向倾斜角
小于45º的方向扩展 → 裂纹与表层材料间被折断 →形成0.1～0.2mm深的痘状凹坑 → 形成麻点剥落。
§6.2 磨 损 过 程
(2)浅层剥落 纯滚动情况。 最大综合切应力 →次表层材料累积损伤 → 萌生裂纹。 →裂纹沿非金属夹杂物平行于表面扩展 →而后垂直扩展直至表面 →形成盆状剥落凹坑 →形成浅层剥落。
§6.2 磨 损 过 程
(3)深层剥落 裂纹源多位于硬化层与心部的交界处(过渡区)
→ 优先萌生 → 造成沿硬化层的大块材料剥落。
综上所述，接触疲劳裂纹的形成与扩展是 接触综合切应力 高于材料接触疲劳强度的结果。
§6.3 耐磨性及其测量方法
一、材料的耐磨性： 1、概Fra Baidu bibliotek：
耐磨性是指材料抵抗磨损的性能。 2、磨损量：
摩擦面上有擦伤或因明显犁皱形成的沟槽。 4、形成过程：
磨粒对摩擦表面产生的微切削作用→塑性变形 →疲劳破坏或脆性断裂 →产生沟槽。
5、粘着磨损量： W=KpLtanθ/(Hv)
§6.2 磨 损 过 程
三、接触疲劳(表面疲劳磨损或麻点磨损) 1、现象和特征： (1)两接触材料作滚动或滚动加滑动摩擦时，
关于材料的磨损性 能
前言
1、机件间相对运动 →摩擦 →磨损。
2、研究对象： 最常见的磨损方式 →磨损机理； →材料磨损的本质及其影响因素； →研究与探索控制磨损的方法和提高材料耐磨性的途径。
第六章 材料的磨损性能
§6.1 磨损的基本概念及类型 §6.2 磨 损 过 程
§6.3 耐磨性及其测量方法 §6.4 提高材料耐磨性的途径(自学)
交变接触压应力长期作用， 使材料表面疲劳损伤， 局部区域出现小片或小块状材料剥落， 而使材料磨损的的现象。 (2)表面特征： 出现许多痘状、贝壳状或不规则形状的凹坑(麻坑)。 有的凹坑较深，底部有疲劳裂纹扩展线的痕迹。
§6.2 磨 损 过 程
(3)分类: 分为麻点剥落(点蚀)、浅层剥落、 深层剥落(表面压碎)3类。 深度在0.1～0.2mm的小块剥落 →点蚀 →形状为不对称V型针状或痘状凹坑。 深度在0.2 ～ 0.4mm的小块剥落 →浅层剥落 →剥块底部大致与表面平行， 裂纹沿与表面成锐角或直角扩展。 深度> 0.4mm的小块剥落 →深层剥落 →深度与表面强化层深相当，裂纹垂直于表面扩展。
§6.1 磨损的基本概念及类型
二、磨损的基本类型： 1、根据摩擦面损伤和破坏的形式，大致可分4类：
粘着磨损； 磨料磨损； 腐蚀磨损(包括氧化、微动、浸蚀磨损)； 麻点疲劳磨损(接触疲劳)。 2、各种磨损可以发生转化。
§6.2 磨 损 过 程
一、粘着磨损： 1、概念：
因两种材料表面某些接触点局部压应力 超过该处材料屈服强度(σ>σs ); 发生粘合并拽开; 而产生的一种表面损伤磨损。
§6.1 磨损的基本概念及类型
一、摩擦与摩损的概念： 1、摩擦：
接触物体间的一种阻碍运动的现象。 2、磨损：
在摩擦作用下物体相对运动时， 表面逐渐分离出磨屑(局部变形和断裂)， 从而不断损伤的现象。
3、磨损过程： (1)跑合(磨合)阶段: 磨损速率下降。 (2)稳定磨损阶段: 磨损速率稳定。 (3)剧烈磨损阶段: 磨损速率增加。
§6.2 磨 损 过 程
2、接触应力的概念(赫兹应力)： 两物体相互接触时, 在局部表面产生的压应力； 分为线接触(如圆柱与圆柱接触) 与点接触(如滚珠与轴承圈)两类。
最大综合切应力τmax。
§6.2 磨 损 过 程
3、接触疲劳过程：
(1)麻点剥落 滚动兼滑动的情况。 最大综合切应力→表层材料累积损伤 → 萌生裂纹；
磨损量愈小，耐磨性愈高． 3、磨损量的测量： 称重法和尺寸法。 (1)称重法：
用精密分析天平称量试样试验前后的质量的变化确定磨损量。 (2)尺寸法：
根据表面法向尺寸在试验前后的变化确定磨损量。 (3)单位摩擦距离、单位压力下的磨损量称之为比磨损量。 (4)常用磨损量的倒数或用相对耐磨性(ε)表征材料的耐磨性。
3、表面特征： 机件表面有大小不等的结疤。
2、发生条件： 多发生在摩擦副相对滑动速度小; 接触面氧化膜脆弱; 润滑条件差; 以及接触应力大的滑动摩擦条件下。
4、形成过程： 表面接触的少数微凸体
→产生很高的应力 →发生塑性变形→形成粘着点 →被剪断、拉开→转移到一方材料表面 →脱落下来→形成磨屑。 就是粘着点不断形成，又不断被破坏并脱落的过程。 5、粘着磨损量：
Δm-p; Δm-t。
§6.3 耐磨性及其测量方法
3、接触疲劳试验机： 单面对滚式； 双面对滚式； 止推式三种。
σmax-N 曲线： 接触疲劳强度、 过载持久值。
ε=标准试样的磨损量/被测样的磨损量 (5)相对耐磨性的倒数亦称磨损系数。
§6.3 耐磨性及其测量方法
二、磨损试验方法： 1、分为实物试验
与实验室试验两类。 2、实验室试验分类： (a)为销盘式磨损试验机 (b)为环块式； (c)为往复运动式试验机。 (d)为滚子式磨损试验机； (e)为砂纸磨损试验机； (f)为快速磨损试验机。
§6.2 磨 损 过 程
二、磨粒磨损(磨料磨损或研磨磨损) 1、概念：
摩擦副的一方表面存在坚硬的细微凸起； 或在接触面间存在硬质粒子； 产生的磨损。
前者称两体磨粒磨损；后者称三体磨粒磨损。 依据磨粒受的应力大小，
分为凿削式、高应力碾碎式、低应力擦伤式3类。 2、发生条件： 3、表面特征：
润滑油→挤入裂纹内→形成油楔 → 裂纹沿与滚动方向倾斜角
小于45º的方向扩展 → 裂纹与表层材料间被折断 →形成0.1～0.2mm深的痘状凹坑 → 形成麻点剥落。
§6.2 磨 损 过 程
(2)浅层剥落 纯滚动情况。 最大综合切应力 →次表层材料累积损伤 → 萌生裂纹。 →裂纹沿非金属夹杂物平行于表面扩展 →而后垂直扩展直至表面 →形成盆状剥落凹坑 →形成浅层剥落。
§6.2 磨 损 过 程
(3)深层剥落 裂纹源多位于硬化层与心部的交界处(过渡区)
→ 优先萌生 → 造成沿硬化层的大块材料剥落。
综上所述，接触疲劳裂纹的形成与扩展是 接触综合切应力 高于材料接触疲劳强度的结果。
§6.3 耐磨性及其测量方法
一、材料的耐磨性： 1、概Fra Baidu bibliotek：
耐磨性是指材料抵抗磨损的性能。 2、磨损量：
摩擦面上有擦伤或因明显犁皱形成的沟槽。 4、形成过程：
磨粒对摩擦表面产生的微切削作用→塑性变形 →疲劳破坏或脆性断裂 →产生沟槽。
5、粘着磨损量： W=KpLtanθ/(Hv)
§6.2 磨 损 过 程
三、接触疲劳(表面疲劳磨损或麻点磨损) 1、现象和特征： (1)两接触材料作滚动或滚动加滑动摩擦时，
关于材料的磨损性 能
前言
1、机件间相对运动 →摩擦 →磨损。
2、研究对象： 最常见的磨损方式 →磨损机理； →材料磨损的本质及其影响因素； →研究与探索控制磨损的方法和提高材料耐磨性的途径。
第六章 材料的磨损性能
§6.1 磨损的基本概念及类型 §6.2 磨 损 过 程
§6.3 耐磨性及其测量方法 §6.4 提高材料耐磨性的途径(自学)
交变接触压应力长期作用， 使材料表面疲劳损伤， 局部区域出现小片或小块状材料剥落， 而使材料磨损的的现象。 (2)表面特征： 出现许多痘状、贝壳状或不规则形状的凹坑(麻坑)。 有的凹坑较深，底部有疲劳裂纹扩展线的痕迹。
§6.2 磨 损 过 程
(3)分类: 分为麻点剥落(点蚀)、浅层剥落、 深层剥落(表面压碎)3类。 深度在0.1～0.2mm的小块剥落 →点蚀 →形状为不对称V型针状或痘状凹坑。 深度在0.2 ～ 0.4mm的小块剥落 →浅层剥落 →剥块底部大致与表面平行， 裂纹沿与表面成锐角或直角扩展。 深度> 0.4mm的小块剥落 →深层剥落 →深度与表面强化层深相当，裂纹垂直于表面扩展。
§6.1 磨损的基本概念及类型
二、磨损的基本类型： 1、根据摩擦面损伤和破坏的形式，大致可分4类：
粘着磨损； 磨料磨损； 腐蚀磨损(包括氧化、微动、浸蚀磨损)； 麻点疲劳磨损(接触疲劳)。 2、各种磨损可以发生转化。
§6.2 磨 损 过 程
一、粘着磨损： 1、概念：
因两种材料表面某些接触点局部压应力 超过该处材料屈服强度(σ>σs ); 发生粘合并拽开; 而产生的一种表面损伤磨损。
§6.1 磨损的基本概念及类型
一、摩擦与摩损的概念： 1、摩擦：
接触物体间的一种阻碍运动的现象。 2、磨损：
在摩擦作用下物体相对运动时， 表面逐渐分离出磨屑(局部变形和断裂)， 从而不断损伤的现象。
3、磨损过程： (1)跑合(磨合)阶段: 磨损速率下降。 (2)稳定磨损阶段: 磨损速率稳定。 (3)剧烈磨损阶段: 磨损速率增加。
§6.2 磨 损 过 程
2、接触应力的概念(赫兹应力)： 两物体相互接触时, 在局部表面产生的压应力； 分为线接触(如圆柱与圆柱接触) 与点接触(如滚珠与轴承圈)两类。
最大综合切应力τmax。
§6.2 磨 损 过 程
3、接触疲劳过程：
(1)麻点剥落 滚动兼滑动的情况。 最大综合切应力→表层材料累积损伤 → 萌生裂纹；
磨损量愈小，耐磨性愈高． 3、磨损量的测量： 称重法和尺寸法。 (1)称重法：
用精密分析天平称量试样试验前后的质量的变化确定磨损量。 (2)尺寸法：
根据表面法向尺寸在试验前后的变化确定磨损量。 (3)单位摩擦距离、单位压力下的磨损量称之为比磨损量。 (4)常用磨损量的倒数或用相对耐磨性(ε)表征材料的耐磨性。
3、表面特征： 机件表面有大小不等的结疤。
2、发生条件： 多发生在摩擦副相对滑动速度小; 接触面氧化膜脆弱; 润滑条件差; 以及接触应力大的滑动摩擦条件下。
4、形成过程： 表面接触的少数微凸体
→产生很高的应力 →发生塑性变形→形成粘着点 →被剪断、拉开→转移到一方材料表面 →脱落下来→形成磨屑。 就是粘着点不断形成，又不断被破坏并脱落的过程。 5、粘着磨损量：
Δm-p; Δm-t。
§6.3 耐磨性及其测量方法
3、接触疲劳试验机： 单面对滚式； 双面对滚式； 止推式三种。
σmax-N 曲线： 接触疲劳强度、 过载持久值。
ε=标准试样的磨损量/被测样的磨损量 (5)相对耐磨性的倒数亦称磨损系数。
§6.3 耐磨性及其测量方法
二、磨损试验方法： 1、分为实物试验
与实验室试验两类。 2、实验室试验分类： (a)为销盘式磨损试验机 (b)为环块式； (c)为往复运动式试验机。 (d)为滚子式磨损试验机； (e)为砂纸磨损试验机； (f)为快速磨损试验机。