![《金属切削原理》第6章[磨损与破损]](https://img.doczj.com/img9f/04rstkkqf4he4ikx3si0-f1.webp)
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第六章刀具磨损与破损
刀具失效形式磨损（正常磨损）逐渐连续
破损（突然破坏）脆性破损崩碎带有随机性
塑性破损卷刃
刀具磨损特点：高温、高压、机械作用和化学作用
第一节刀具磨损形态
一、前刀面磨损
以月牙洼深度KT表示
较大切削厚度（＞0.5mm）切削塑性材料时易发生
二、后刀面磨损
分三个区域 C 靠近刀尖磨损较宽VC表示
B 后刀面中部磨损均匀VB表示
N 近待加工表面边界磨损VN表示
VB：平均磨损带宽度
Vbmax：最大磨损带宽度
切削脆性金属、较小hD（＞0.1mm）切削塑性金属时发生
三、边界磨损
S上近待加工表面处
S'上近刀尖处
原因：应力梯度大温度梯度大切应力
加工硬化作用ap减小到发生打滑
铸锻件外皮
第二节刀具磨损的原因
一、机械磨损（硬质点磨损）
工具钢磨损大
硬质合金磨损小
低速下工具钢刀具磨损的主要原因
磨损良与切削行程成正比
二、粘结磨损
HSS 抗剪抗拉强度大，粘结磨损小
Y 抗剪抗拉强度小，粘结磨损大（晶粒越细，抗粘结磨损越强）
低中速下Y刀具的主要磨损原因
三、扩散磨损
中高速条件下Y刀具磨损的主要原因
抗扩散能力YT＞YG
通过粘结磨损起作用
四、化学磨损
刀具与介质形成弱化相
五、热电磨损
热电偶→热电动势→热电流→促进扩散
通过扩散磨损起作用
第三节刀具磨损过程及磨钝标准
一、刀具磨损过程
1、初期磨损阶段
VB＝0.05～0.1mm
2、正常磨损阶段
3、急剧磨损阶段
二、磨钝标准（磨损限度）
允许的最大磨损量（ap一半处）
后刀面VB 易测量对切削力、加工精度影响大
精加工使用NB
第四节刀具耐用度及实验公式
一、刀具耐用度的定义
刃磨后的刀具从开始使用到达到磨钝标准为止所使用的纯切削时间T（min）表示也可用行程表示
刀具寿命＝重磨次数T
二、刀具耐用度的实验公式（泰勒公式）
刀具耐用度方程
1、v－T关系
v·T^m＝C0
m：v对T的影响系数与刀具材料无关
m↓→v对T的影响↑
m↑→刀具耐热性好，适于高速切削
HSS：0.1～0.125 Y：0.2～0.3 Al2O3：≥0.4
C0：系数与刀具材料、切削条件有关
2、f－T关系
f·T^m1＝C1
3、ap－T关系
ap·T^m2＝C2
4、刀具耐用度方程
T＝CT/v^x·f^y·ap^z
x＝1/m y＝1/m1 z＝1/m2
x＞y＞z 则v＞f＞ap
vT＝Cv/T^(1/x)·f^(y/x)·ap^(z/x)T下所允许的v
三、影响耐用度的因素
1、切削用量
v↑、f↑、ap↑→T↓影响程度v＞f＞ap
2、刀具几何参数
γo↑→T↗↘
κr↓→T↑
适当κr'↓、rε↑→T↑
3、工件材料
σb↑、HB↑、导热系数↓→T↓
4、刀具材料
高温硬度↑、耐热性↑→T↑
第五节耐用度的合理选择
一、最高生产率耐用度Tp
T＞Tp 切削用量减小
T＜Tp 换刀时间增加
Tp＝(1-m)·tct/m
tct：一次换刀时间
二、最低成本耐用度Tc
T＞Tc 切削用量减小，机床消耗增加
T＜Tc 刀具磨损增加
Tp＜Tc
一般选用Tc，特殊情况选Tp
换磨刀成本↑→T↑
复杂精密刀具→T↑
全厂开支平摊工序↑→T↓
tct↑→T↑
大件精加工，避免中途换刀T↑
耐用度参考值P123
第六节刀具的破损
一、类型
脆性破损崩刃碎断剥落裂纹扩展
塑性破损卷刃刀面隆起
早期破损
后期破损
练习题 一、选择题 1、为了提高合金的耐蚀性，向材料中加入强的阴极性元素金属，属于以下哪种 方法A。 A）降低阳极相活性B）降低阴极相活性C）增加系统阻力 2、同样加入强阴极性元素，有的合金耐腐蚀，有的却不耐蚀。其原因是A。 A）前者处于可钝化的，后者不是B）前者腐蚀体系处于常温，后者不是 C）前者腐蚀体系存有活化离子（如Cl－），后者不是D）以上都不是 3、为提高铁金属材料耐蚀性，铬是一种常添加的元素，主要起以下作用B。 A）使腐蚀电位正移，增加材料的热力学稳定性B）合金易进入钝态区 C）致钝电位向正向移动D）以上都对 4、加入Cu、P、Cr元素的耐候钢具有较好的耐大气腐蚀性，机理是D。 A）有序固溶理论B）电子机构理论 C）表面富集理论D）形成致密腐蚀产物膜理论 5、金属产生晶间腐蚀应满足的条件是C A）在高压的环境中，只要其电极电位低且强度不够； B）在高温的环境中，只要其产生的氧化膜不够致密； C）在腐蚀的环境中，只要其晶粒与晶界物－化状态和电化学性能不同； D）在高压、高温、腐蚀的环境中,只要其晶粒与晶界成分不符合塔曼定律； 6、奥氏体不锈钢中添加Nb元素的主要作用是C A）增加膜的致密性B）提高材料的抗点蚀能力 C）作为稳定化元素抑制碳化铬的生成D）增加热力学稳定性 7、黄铜脱锌属于以下哪种腐蚀类型E。 A）点蚀B）缝隙腐蚀C）晶间腐蚀D）电偶腐蚀E）选择性腐蚀 8、下列哪种热处理工艺对1Cr18Ni9Ti的抗晶间腐蚀是必须的B A）固溶处理B)稳定化处理 C）去应力退火处理D）敏化处理 9、加入了稳定化元素Ti、Nb的奥氏体不锈钢，却没有达到耐腐蚀的目的。这可能是该钢种在使用前没能进行过D处理。 A）固溶处理B）敏化处理C）退火处理D）稳定化处理 10、海水腐蚀环境中，以下哪个区域腐蚀最严重A。 A）飞溅带B）潮差带C）全浸带D）海泥带 11．以下关于可逆氢脆说法错误的是C A）氢脆在室温附近最敏感；B）材料强度越高，氢脆越敏感；
第六章钢结构深化设计方案 3.5钢结构深化设计流程 图3.5-1 钢结构深化设计流程 3.6 深化设计过程控制 3.6.1设计图的自审 本工程深化小组人员成立后，立即组织人员进行图纸会审，对图纸有疑问处提交设计单位确认；同时深化前，与土建、幕墙、机电等其他参建单位协调沟通，确保图纸准确性。图纸自审内容主要包括以下方面：
1、钢结构图纸的张数、编号与图纸目录是否相符； 2、施工图纸、施工图说明、设计总说明是否齐全、规定是否明确，三者有无矛盾； 3、建筑图和结构图是否对应; 4、平面图所标注坐标、绝对标高是否与总图相符； 5、图面上的尺寸、标高、预埋件的位置是否有误； 6、钢结构的构件截面、材质与材料表所列是否一致，各个节点是否有相应的节点图，节点表达是否清晰； 3.6.2工艺配合 深化设计时要综合考虑各构件制作、安装及焊接工艺，确保深化设计质量。 1、制作工艺 深化设计前，深化设计人员和工艺人员熟悉结构图纸，对图纸中信息进行整理，开展工艺评审，对重点部位的制作工艺进行分析，如特殊的板材、板幅要求、检测要求等予以明确，并提出相关建议。 2、安装工艺 深化前及深化设计过程中，深化设计人员要加强与现场安装人员的沟通，明确复杂节点的安装工艺、典型结构的施工工艺及单元划分等，保证各钢构件的分段能满足运输尺寸及吊重等方面的要求。 3、焊接工艺 深化设计前，必须确定焊接工艺： 1）根据工程设计文件对焊接提出质量要求，包括母材的材质、焊接材料的材质，焊接节点构造，焊缝坡口形式，焊缝强度等级等。同时根据焊缝坡口形式及尺寸，确定焊接方法。 2）针对本工程复杂节点、截面，深化前深化人员应明确节点焊接顺序，对于焊接应力集中区域，进行优化。 3）建模 采用xsteel软件进行深化设计是一个多人同时操作的过程，可能因为某一人随意更改模型或两人修改同一构件而导致冲突，造成工作出现错误，因此深化设计建模组的协调、配合至关重要；同时每个划分区域的对接工作也要重点控制。
磨损腐蚀原因分析及解决办法 腐蚀磨损是指摩擦副对偶表面在相对滑动过程中，表面材料与周围介质发生化学或电化学反应，并伴随机械作用而引起的材料损失现象。腐蚀磨损通常是一种轻微磨损，但在一定条件下也可能转变为严重磨损。常见的腐蚀磨损有氧化磨损和特殊介质腐蚀磨损。 1．氧化磨损 除金、铂等少数金属外，大多数金属表面都被氧化膜覆盖着，纯净金属瞬间即与空气中的氧起反应而生成单分子层的氧化膜，且膜的厚度逐渐增长，增长的速度随时间以指数规律减小，当形成的氧化膜被磨掉以后，又很快形成新的氧化膜，可见氧化磨损是由氧化和机械磨损两个作用相继进行的过程。同时应指出的是，一般情况下氧化膜能使金属表面免于粘着，氧化磨损一般要比粘着磨损缓慢，因而可以说氧化磨损能起到保护摩擦副的作用。 2.特殊介质腐蚀磨损 在摩擦副与酸、碱、盐等特殊介质发生化学腐蚀的情况下而产生的磨损，称为殊殊介质腐蚀磨损。其磨损机理与氧化磨损相似，但磨损率较大，磨损痕迹较深。金属表面也可能与某些特殊介质起作用而生成耐磨性较好的保护膜。金属件表面在液体、气体或润滑剂中发生化学或电化学反应，形成较易被磨损或剥离的腐蚀产物，在摩擦过程中腐蚀产物被剥离,暴露出的新的金属面又进入新的化学反应,如此交替出现腐蚀和磨损而使材料损失。 腐蚀磨损的破坏作用大大超过单纯的腐蚀或磨损。一般金属洁净表面与空气接触后生成氧化膜，多数金属表面氧化膜的厚度为0.01微米。当磨损速度低于氧化膜厚度的增长速度时，氧化和磨损尚不相互促进，膜层可起保护作用。当磨损速度超过氧化速度，腐蚀磨损便变得剧烈。但氧化膜又不宜过厚，否则易于脆性断裂,形成硬的氧化物磨粒,使磨损加速。腐蚀磨损与环境、温度、滑动速度、载荷和润滑条件有关，相互关系极为复杂。如内燃机轴承在湿空气中容易生锈，在润滑剂中工作也常会出现腐蚀磨损。在特殊介质中工作的选矿机械和化工机械等的零件更常出现严重的腐蚀磨损。 防止腐蚀磨损应从选材（如用不锈钢和耐蚀合金等）、表面保护处理等方面
金属材料及其耐磨损、摩擦、腐蚀性能 金属材料是一种历史悠久发展成熟的工程材料。我国早在商朝即有青铜器出现，春秋战国时代开始使用铁器，铝合金的运用亦已有一百年的历史，就连钛合金都已发展六十多年了，随着人类文明的演进，金属材料一直扮演着重要的角色，举凡与我们生活息息相关的食，衣，住，行，无不处处见其踪迹，例如陆、海、空、各类运输工具、桥梁、建筑、机械工具，国防重工业等不胜枚举。 金属材料的机械性能。金属材料的性能一般分为工艺性能和使用性能两类。所谓工艺性能是指机械零件在加工制造过程中，金属材料在所定的冷、热加工条件下表现出来的性能。金属材料工艺性能的好坏，决定了它在制造过程中加工成形的适应能力。由于加工条件不同，要求的工艺性能也就不同，如铸造性能、可焊性、可锻性、热处理性能、切削加工性等。所谓使用性能是指机械零件在使用条件下，金属材料表现出来的性能，它包括机械性能、物理性能、化学性能等。金属材料使用性能的好坏，决定了它的使用范围与使用寿命。 在机械制造业中，一般机械零件都是在常温、常压和非强烈腐蚀性介质中使用的，且在使用过程中各机械零件都将承受不同载荷的作用。金属材料在载荷作用下抵抗破坏的性能，称为机械性能（或称为力学性能）。金属材料的机械性能是零件的设计和选材时的主要依据。外加载荷性质不同（例如拉伸、压缩、扭转、冲击、循环载荷等），对金属材料要求的机械性能也将不同。常用的机械性能包括：强度、塑性、硬度、冲击韧性、多次冲击抗力和疲劳极限等。 但在复杂工况条件下，冶金、矿山、港口、电力、煤炭、建材及军事等各个工业行业中，许多工件及设备由于磨损而迅速失效。材料摩擦、磨损和腐蚀虽然很少引起金属工件灾难性的危害，但其造成的经济损失却是相当惊人的。因此，在复杂工况下，耐摩擦、磨损、腐蚀性能是对金属机械材料部件的新挑战。 目前，针对金属机械材料部件耐摩擦、磨损、腐蚀性能研究不断更新完善。喷涂型聚氨酯弹性体就是一种工艺技术成熟，可广泛应用于矿山、港口、电力、煤炭等复杂工况下的可增强机械设备耐磨防腐性能的新型高分子聚合物耐磨材料。喷涂型聚氨酯具有优异的耐磨、防腐、耐冲击、抗盐雾腐蚀、耐老化、柔韧弹性、附着力强等性能广泛应用于诸如矿山的各种振动筛、渣浆泵、磁选机、磁选滚筒、浓密机等机械设备。喷涂型聚氨酯弹性体耐磨损性能是硬质合金钢的8
几种耐磨材料的研究与进展 摘要：为了了解国内耐磨材料的研究与进展情况，本文对近年来耐磨自润滑发展进行了研究。研究表明：(1)在耐磨材料研究和发展中，应充分分析典型磨损工况，了解各种磨损机理所占比重，从而确定对耐磨材料的要求，以进行合理的合金和组织设计。(2)耐磨钢的发展方向在于通过合金化强化基体,提高其起始硬度和屈服强度，以改善低冲击、低应力磨损条件下的耐磨性,扩大其应用范围,并防止变形[1]。(3)低、中合金耐磨钢通过合金设计和适当热处理，获得具有较高硬度，足够韧性，良好耐磨性的组织，可在较大冲击、较高应力的磨料磨损工况条件下使用。 关键词：耐磨材料自润滑摩擦磨损 引言 材料的破坏有3种形式：即断裂、腐蚀和磨损。材料磨损尽管不象另外两种形式那样，很少引起金属工件灾难性的危害，但其造成的经济损失却是相当惊人的。据早期统计，由磨损造成的经济损失,美国约150亿美元/年，西德约100亿马克/年，前苏联约120亿卢布/年。在各类磨损中,磨料磨损又占有重要的地位，在金属磨损总量中占50%，在冶金矿山、建材、电力、农机、煤炭等行业磨料磨损尤为严重因此，研究和发展用于磨料磨损条件下的耐磨材料，以减少金属磨损，对国民经济有重要的意义[2]。 根据各类磨损机理与材料性能的关系，可提出对耐磨材料的常规要求：a、较高硬度、一定塑性；b、足够韧性和脆断抗力；c、高的应变疲劳和剥层疲劳抗力；d、高的淬透性和获得足够深的淬透层；e、良好的工艺性和生产工艺方便易行[3]。 1Fe-20Ni-3.5C自润滑材料 镍基合金具有优良的热稳定性和抗腐蚀性能,在高温发动机和高温结构材料中具有极其重要的应用,近年来的研究表明,含石墨的镍基合金具有良好的自润滑性能,但由于镍的资源较短缺,价格居高不下,限制了材料的应用。用熔炼法制备了Fe含量为20%~60%(质量分数)的镍-铁-石墨-硅合金,该合金具有良好的自润滑性能并显著降低了材料成本,其实验结果表明随着铁含量的增加,合金的自润滑性能逐渐提高, 其中铁含量为60%时,合金干摩擦因数相对较低。进一步增加Fe的含量可以使材料价格进一步降低,但对合金的摩擦磨损性能和机械性能的影响需要进行研究.研究采用熔炼法制备了Fe-20Ni-3.5C合金.随着 铁含量的增加,合金析出碳化物的可能性变大,有可能减少固体润滑剂石墨的含量.硅是一种石墨化元素,可以抑制碳化物的生成,促使碳原子结晶成为石墨,提高合金中固体润滑组元的含量,而且可以固溶于奥 氏体中提高材料的强度,改善材料的摩擦磨损性能.但硅含量的增加会使合金变脆,机械性能降低.因此必须以Fe-20Ni-3.5C合金为基础,研究添加不同含量的硅对合金的凝固组织、力学性能和摩擦磨损性能的影响及其规律： 1)采用熔炼法制备出不同硅含量的Fe-20Ni-3.5C固体自润滑材料,合金组织致密,石墨分布均匀,随着硅含量的增加,结晶的石墨形态由细片状逐渐变为粗片状石墨,当硅含量增至3.5%时,石墨的生长形态趋于等轴球状； 2)随着添加硅量的增加,固溶于合金基体中的硅原子含量增加而碳含量降低,合金的硬度和抗拉强度先提高后降低,冲击韧性则随着合金硬度的降低而升高.当加入Si量达到3.5%时,由于合金基体硬度的降低及石墨的球状化,冲击韧性大幅度提高； 3)合金的磨损率随合金硬度值的提高而降低.硬度的提高,减轻了粘着磨损,降低了磨损率,其中 Fe-20%Ni-3.5%-2.5%Si具有较小的摩擦因数和较低的磨损率,其摩擦因数稳定在0.23左右,磨损形式主要以疲劳磨损为主[4]。 2稀土低合金耐磨钢焊条 在对高锰钢的研究中已经发现：在高应力状态下（如强烈冲击或挤压载荷），高锰钢产生加工硬化，
金属材料磨损试验方法 试环-试块滑动磨损试验 GB/T12444-2006 一．试验原理 试块与规定转速的试环相接触，并承受一定实验力，经规定转数后，用磨痕宽度计算试块的体积磨损，用称重法测定试环的质量磨损，试验中连续测量试块上的摩擦力和正压力，计算摩擦系数。 二．试验步骤 1.试验应在10℃—35℃范围内进行，对温度要求较严格的试验，应控制在 23±5℃之内。 2.试验应在无腐蚀性气体、无振动、无粉尘的环境中进行。 3.将试环及试块牢固的安装在试验机主轴及夹具上，试块应处于试环中心， 并应保证试块边缘与试环边缘平行。 4.启动试验机，使试环逐渐达到规定转速，平稳的将实验力施加至规定值 5.可以进行干摩擦，也可以加入适当润滑介质以保证试样在规定状态下正 常试验，对于润滑磨损实验，试验前应对所有与润滑剂接触的零件进行 清洗。 6.根据需要，在试验过程中记录摩擦力。 7.试验累计转数应根据材料及热处理工艺需要确定。 8.对于称重的试样，试验前后用适当的清洗液以相同的方法清洗试样，建 议现用三氯乙烷，再用甲醇清洗；清洗后一般在60℃下进行2H烘干冷 却至室温后，放入干燥器，立即称重。 三．试验结果处理 1.在块形试样磨痕中部及两端（距试样边缘1mm处）测量磨痕宽度，取三 次测量平均值作为一个试验数据。 2.标准尺寸试样三个位置的磨痕宽度之差大于平均宽度值20%，试验数据 无效。 3.试验报告中至少包括：试验机型号、试验形式、材料种类、热处理种类、 实验力（正压力）、试验转速及转数、润滑方式及润滑剂种类、试块的磨 痕宽度和体积磨损、试环磨损失去的质量、摩擦系数、环境温度、试块 加工方向。 四．准确度说明 1.本实验方法的偏差与执行标准的严格性密切相关。相同材料重复性试验 的一致性与材料的均匀性、材料在摩擦中的相互作用、试验人员操作技 术密切相关。 2.由于本实验结果分散性较大，尤其干摩擦试验对试样初始表面条件十分 敏感，因此一般要做3次以上重复试验。 3.磨损量与滑动距离一般不呈线性关系，因此仅能对同样转数的试验结果 进行比较。
长安大学2008－2009 学年第 2 学期试题（ A ）卷 课程名称磨损与耐磨材料考试日期2009年6月 12日共 2 题 学生姓名学院材料学院班级25020601 学号 一、填空（每题1分，共题28分） 1.固体表面的几何特性通常用（）和（）来描述。 2. 固体表面由于加工过程中的变形及局部加热，表现出不同于基体的物理机械性能，主要表现在（）、（）、（）、（）和（）等。 3. 影响滑动摩擦的主要因素有（）、（）、（）、（）和（）。 4. 摩擦后表面的白层组织是由于（）、（）和（）三种效应所致。 5.按照磨损机理磨损一般分为（）、（）、（）、（）、（）、（）、（）。 6.常见的钢铁减磨材料包括（）、（）。 7.摩阻材料按结构不同可分为（）、（）、（）、（）。 二、简答题（共72分） 1.解释磨损的实质及磨损与摩擦的关系。（5） 2. 材料磨损量包括那些？解释相对耐磨性的含义；固体表面的接触面积分为哪几种？An、Ap、Ar各表示什么。（8） 3.说明粘着磨损的含义及其分类。（5） 4.说明磨料磨损的概念、分类及其磨损机理；分析影响磨料磨损的主要因素。（11） 5. 简述腐蚀磨损，疲劳磨损，微动磨损的基本特点。（6） 6. 说明影响冲蚀磨损的主要因素。（6） 7. 常见的耐磨铸铁包括哪些？说明KmTBC15rMo2Cu(15-2-1)材料的主要化学成分及各自的作用。（6） 8. 镍硬铸铁分为几类？其中镍硬4和其它的化学成分主要区别在那里？简要说明镍硬铸铁的热处理工艺。（5） 9.说明水韧处理的意义。简述高锰钢的化学成分特点及热处理规范。（5） 10. 常见的润滑原理（方式）有哪些？说出三种以上常见的固体润滑材料。（5） 11.说明减摩材料的失效方式。摩阻材料的主要功能有哪些？（5） 12. 简述陶瓷材料的基本特点。影响聚合物材料摩擦学性能的基本因素有哪些？（5）
自修复材料涂层发展及应用概述 二十世纪六十年代，“自我修复材料”的设想被提出，但由于当时科技水平的限制，其并未受到过多的关注，知道进入二十一世纪，其在技术上得以突破和进展。自我修复材料是一种在物体受损时能够进行自我修复的新型材料。本文从自修复材料的分类及修复原理着手，介绍目前自修复材料涂层的发展及应用。 自修复材料领域中，主要分为本征型自修复高分子材料以及复合型自修复高分子材料。前一种是指材料本身具有修复性能，经定型后，性质稳定，但制备工艺较为复杂，成本较高；后一种是指在具有导电性质的聚合物中掺杂可修复的微胶囊或者在具有修复性能的聚合物中形成导电纳米颗粒，进而达到修复效果，生产周期短，效益高。下面对这两种修复材料进行详细的说明。 本征型自修复高分子材料是一类在外部力量或者外加能量作用时，高分子基体受到一定程度破坏后可以在没有外加能量与作用力的情况下做到自我愈合的材料。目前，国内外相关团队都进行了关于自修复材料的大量研究，开发的自修复聚合物材料主要分为两种，以其中修复的键为区分依据，分为带有可逆共价键的自修复材料和带有可逆非共价键的自修复材料。 分别以基于酰腙键型的自修复材料和基于氢键型的自修复材料为例。基于酰腙键型的价键自修复材料的机理，是醛基与酰肼反应生成的酰腙键断裂后可自发生长。修复时，pH值发生变化时，酰腙键会发生断裂和重组，其在宏观上就表现为了材料的自修复行为。氢键型自修复材料是通过在高分子中引入可逆氢键来实现自修复的一类高分子材料，此类材料分子量较高，修复效率快。该类自修复材料在加热条件下完成自我修复，修复方式简单快捷，发展及应用前景较好。除上述所说的两种修复材料外，还有基于双硫键型的自修复高分子材料，基于氮氧键型的自修复高分子材料，基于Dieal-Alder (DA) 型的修复高分子材料，基于超疏水型自修复高分子材料，基于离子作用的自修复高分子材料，基于配位键金属有机自修复高分子材料，前三种属于可逆共价键类型的材料，后两种为可逆非共价键类型的材料。 与本征型的自修复高分子材料不同，复合型的自修复高分子材料是通过在高分子基体中加入固化剂使破裂处的位置迅速固化从而实现自修复效果的。固化剂的添加方式有很多种。其中较为普遍且易于操作的有两种：一种是在高分子基体中直接埋置微胶囊；第二种则是在在高分子基体中加入仿生人体血管一类的仿生结构，当高分子基体在受冲击破裂时，仿生血管破裂，流出固化剂使得在破裂处自行修复。前一种最主要的特点便是其只可以修复一次，为弥补前一种修复方式的不足，便出现了仿生人体血管型自修复材料，其修复原理与第一种相同，改变的时固化剂的填充方式，经测试评价，该材料的自我愈合效果显著，可以进行多次的自我疗伤，其修复率都高达50%以上，重复次数大于7次。 自修复材料的应用十分广泛，作为涂层是其中一种最为高效的利用方式。其大到应用于航空航天，小到应用于手机等电子产品，其产生的效益都十分巨大。以最近几年的应用为例，2015年一月LG G Flex 2手机发布，其中的一个亮点便是其搭配了可自我修复的手机后壳，虽然按照官方说提供的材料来看，其修复方式与上文所提到的修复方式具有一定的差异，但其效果依旧使得该款手机在CES2015大会上吸引了众多媒体。自修复，意味着手机更好的抗磨损性能，无论是后壳，还是屏幕的疏油层，都是自修复涂层的应用方式，且能带来
一、名词解释 哈菲价法则：合金元素对金属氧化物晶体缺陷影响的规律。 应力腐蚀：是指敏感材料在拉应力和特定介质的共同作用下引起的断裂。 晶间腐蚀：是金属材料在特定的腐蚀介质中沿着材料的晶界发生的一种局部腐蚀。在金属（合金）表面无任何变化的情况下，使晶粒间失去结合力，金属强度完全丧失，导致设备突发性破坏。 腐蚀疲劳：是指材料或构件在交变应力与腐蚀环境的共同作用下产生的脆性断裂。 点（孔）腐蚀：是一种腐蚀集中在金属（合金）表面数十微米范围内且向纵深发展的腐蚀形式。 全面腐蚀：是指整个金属表面均发生腐蚀，它可以是均匀的也可以是不均匀的。 潮大气腐蚀：相对湿度Rh<100%，在金属表面上存在肉眼不可见的薄液膜,随水膜厚度增加,V-迅速增大。 干大气腐蚀：空气十分干燥，金属表面上不存在水膜,金属的腐蚀属于常温氧化。
湿大气腐蚀：相对湿度Rh≈100%，金属表面上形成肉眼可见的水膜，随水膜厚度增加， V-逐渐减小。 杂散电流腐蚀：是指直流电源设备漏电进入土壤产生的电流，对地下管道、贮罐、电缆等金属设施，造成严重的破坏的腐蚀。 牺牲阳极法阴极保护：在被保护的金属上连接电位更负的金属或合金作为阳极，依靠它不断溶解所产生的阴极电流对金属进行阴极极化。 选择性氧化：如果合金中B组元的浓度低于临界浓度，则最初在合金表面只形成AO，B组元从氧化膜/金属界面向合金内部扩散。但由于B组元与氧亲和力大，随着氧化的进行，当界面处B的浓度达到形成BO的临界浓度时，将发生B+AO---A+BO的反应，氧化产物将转变为BO。这种情形称为合金的选择性氧化。 选择腐蚀：是指多元合金中较活泼组分或负电性金属的优先溶解。 电化学保护 :通过施加外电动势将被保护的金属的电位移向免蚀区 或钝化区，以减小或防止金属腐蚀的方法。 活化极化（电化学极化）：如果金属离子进人到溶液里的速度小于电子从阳极迁移到阴极的速度，则阳极上就会有过多的带正电荷金属离子的积累，由此引起电极双电层的负电荷减少，于是阳极电位就向正方向移动，产生阳极极化。 浓差极化：在阳极过程中产生的金属离子首先进入阳极表面附近的溶液中，如果进入到溶液中的金属离子向远离阳极表面的溶液扩散得缓慢时，会使阳极附近的金属离子浓度增加，阻碍金属继续溶解．必
自修复材料的研究方向与研究进展 一、自修复材料研究方向 1.自修复涂料类型从从不同角度考虑，自修复涂料可有以下几种类型： (1)从涂料的基本结构，可有分相结构的助剂型与连续相结构的本征型。 (2)基于涂料的基本组成，在分相结构的助剂型涂料中，已经研究报道了不同配方组成：有包囊、纤维填料、有层状膨胀型填料、纳米高岭土等类型。 (3)从修复机理上看，可以有液体释放型、化学反应型、体积膨胀型、可逆共价键型、可逆非共价键型和可逆聚合物网络型等。 (4)从功能上看，可有外观修复功能、防腐功能修复涂料等 2.目前自修复材料的研究主要集中在以下几个方面： (1) 陶瓷混凝土基自修复材料 在混凝土中掺入某些特殊的组分，如内含粘结剂的空心胶囊、空心玻璃纤维或液芯光纤，使混凝土材料在受到损伤时部分空心胶囊、空心玻璃纤维或液芯光纤破裂，粘结剂流到损伤处，使混凝土裂缝重新愈合。自修复混凝土对土木建筑结构的应力、应变、和温度等参数进行实时、在线监控、对损伤进行及时修复。这一技术被广泛应用在公路、地基、桥墩等建筑物中。 (2) 金属基自修复材料 金属基复合材料由于金属基体特有的属性，一般都是采用能力补
给的方式进行修复。比如高温保温的方法可以对基体内部的缺陷进行修复，严格地讲这并不是自修复的过程，因为它需要外界因素的作用才可以进行修复。也有利用互穿网络高分子膜络合在金属表面，以实现水蒸气滴状冷凝。由于位阻效应，这类高分子容易铺展成片状。涂覆在金属表面时，形成大分子层，从而得到附加热阻小的超薄涂层。由于具有含孤对电子的原子，因而能够与金属离子或原子形成强度较高的配位键(如N→Cu2+和N→Cu 等)。大面积的配位键像图钉一样把高分子膜牢牢地钉在金属表面上。网格状高分子互相牵制的网状结构，能够使个别断裂的配位键有机会重新形成，这种自修复的特性可以防止涂层剥落。其他一些研究主要集中在材料内部分散或复合一些功能性物质来实现。当材料受损时，这些物质发生某种变化(主要是高温下使金属表面形成氧化膜，通过氧化膜对裂纹发展抑制作用)，实现自组装。 (3) 金属磨损自修复材料 金属磨损自修复材料是一种由羟基硅酸镁等多种矿物成分、添加剂和催化剂等构成的复杂组分超细粉体组合材料、它的常用组分的粒度为0.1～10μm，可以添加到各种类型的润滑油或润滑脂中使用。以润滑油或脂作为载体，将修复材料的超细粉粒送入摩擦副的工作面上。它不与油品发生化学反应，不改变油的粘度和性质，也无毒副作用。这种自修复材料的保护层不仅能够补偿间隙，使零件恢复原始形状，而且还可以优化配合间隙。因此，有利于降低摩擦振动，减少噪声，节约能源，实现对零件摩擦表面几何形状的修复和配合间隙的优
材料磨损失效分析简述 摘要：综述了磨损失效的常见类型及该磨损失效的的影响因素，包括材料的磨损失效过程，指出了降低材料磨损失效的措施，为预防工程领域材料的磨损失效提供了方向。 关键词：磨损失效；类型；影响因素；过程；预防措施 The Review Of Wear Failure Analysis In Materials Abstract:The common types and its influencing factors was summarized. Including the process of wear failure of the measures of how to reduce wear failure was pointed directions how to preventing wear failure in engineering material field. Key words:wear, failure; classify; influencing factor;process; precautionary measures 引言 磨损失效是机械设备和零部件的三种主要失效形式———断裂、腐蚀和磨损失效形式之一。世界一次能源的三分之一、机电设备的70%—80%是由于各种形式的磨损而产生故障[1]。磨损不仅造成大量的材料浪费，而且可能直接导致灾难性后果。因此,研究磨损失效的原因,制定抗磨对策、减少磨损耗材、提高机械设备和零件的安全寿命是极为有必要的。 1 常见磨损失效类型及其影响因素 粘着磨损 当一对磨擦副的两个磨擦表面的显微凸起端部相互接触时，即使法向负载很小，但因为凸起端部实际接触的面积很小，所以接触应力很大。如果接触应力大到足以使凸起端部的材料发生塑性变形而且接触表面非常干净，彼此又具有很好的适应性，那么在磨擦界面上很可能形粘着点。当磨擦面发生相对滑动时，粘着占在剪应力作用下变形以致断裂，使材料从一个表面迁移到另一个表面。通常，金属的这种迁移是由较软的磨擦面迁移到较硬的磨擦面上。根据磨损试验后对磨擦面进行金相检验发现，迁移的金属往往呈颗粒状粘附在表面[2]。这是反复的滑动磨擦，使粘着点扩大并在剪应力作用下在粘着点后根部开裂，进而形成磨粒的结果。这就是粘着磨损。粘着磨损过程十分复杂，以上所述只是对复杂现象作了简单的描述。 影响粘着磨损性能因素有[3]： （1）润滑条件或环境。在真空条件下金属的磨损极为严重。除了金以外，在大气条件下，金属经过切削或磨削加工，洁净的表面产生氧化膜，它在防止粘着磨损方面有重要的作用。而良好的润滑条件更是降低粘着磨损的重要保障。 （2）摩擦副的硬度。材料的硬度越高，耐磨性越好。材料体系一定时，可采用涂层或其他表面处理工艺来降低粘着磨损。 （3）晶体结构和晶体的互溶性。其它条件相同时，晶体结构为hcp的材料摩擦系数最低，fcc次之，bcc最高。冶金上互溶性好的金属摩擦副摩擦系数和磨损率高。 （4）温度。温度对材料粘着磨损的影响是间接的。温度升高，材料硬度下降，摩擦副互溶性增加，磨损加剧。 磨粒磨损
材料腐蚀的种类、危害及解决办法 腐蚀是指材料受周围环境的 作用，发生有害的化学变化、电化学变化或物理变化而失去其 固有性能的过程。通常环境介质对材料有各种不同的作用，其 中有多种作用可导致材料遭受破坏，但只有满足以下两个条件，才称为腐蚀作用：①材料受介质作用的部分发生状态变化，转变成新相。②在材料遭受破坏过程中，整个腐蚀体系的自由能降低。 材料腐蚀发生在材料表面。按腐蚀反应进行的方式分为化学腐蚀和电化学腐蚀。前者发生在非离子导体介质中；后者发生在具有离子导电性的介质中，故可通过改变材料的电极电位来改变腐蚀速度。按材料破坏特点分为均匀腐蚀、局部腐蚀和选择性腐蚀。均匀腐蚀指材料表面各处腐蚀破坏深度差别很小，没有特别严重的部位，也没有特别轻微的部分。局部腐蚀是材料表面的腐蚀破坏集中发生在某一区域，主要有孔蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀等。选择性腐蚀是金属材料在腐蚀介质中，其活性组元产生选择性溶解，由金属材料合金组分的电化学差异所致。按腐蚀环境又分为微生物腐蚀、大气腐蚀、土壤腐蚀、海洋腐蚀和高温腐蚀等。 金属材料以及由它们制成的结构物，在自然环境中或者在工况条件下，由于和其所处环境介质发生化学或者电化学作用而引起的变质和破坏，这种现象称为腐蚀，其中也包括上述因素和力学因素或者生物因素的共同作用。某些物理作用例如金属材料在某些液态金属中的物理溶解现象也可以归入金属腐蚀范畴。一般而言，生锈专指钢铁和铁基合金而言，它们在氧和水的作用下形成了主要由含水氧化铁组成的腐蚀产物铁锈。有色金属及其合金可以发生腐蚀但并不生锈，而是形成和铁锈相似的腐蚀产物，如铜和铜合金表面的铜绿，偶尔也被人称作铜锈。由于金属和合金遭受腐蚀后又回复到了矿石的化合物状态，所以金属腐蚀也可以说是冶炼过程的逆过程。上述定义不仅适用于金属材料，也可以广义地适用于塑料、陶瓷、混凝土和木材等非金属材料。例如，涂料和橡胶由于阳光或者化学物质的作用引起变质，炼钢炉衬的熔化以及一种金属被另一种金属熔融液态金属腐蚀，这些过程的结果都属于材料腐蚀，这是一种广义的定义。金属及其合金至今康 昆 勇
耐磨金属材料的最新研究现状 关键词：耐磨材料；锰钢；抗磨白口铸铁；技术进展 摘要：耐磨金属材料被广泛地应用于工业生产的各个领域, 而随着科学技术和现代工业的高速发展，由于金属磨损而引起的能源和金属材料消耗增加等所造成的经济损失相当惊人。近年来，对金属磨损和耐磨材料的研究，越来越引起国内外人们的广泛重视。本文概述了国内外耐磨金属材料领域研究开发的现状及取得的一系列新进展。 0 引言 随着科学技术和现代工业的高速发展，机械设备的运转速度越来越高，受摩擦的零件被磨损的速度也越来越快，其使用寿命越来越成为影响现代设备(特别是高速运转的自动生产线)生产效率的重要因素。尽管材料磨损很少引起金属工件灾难性的危害，但其所造成的能源和材料消耗是十分惊人的。据统计，世界工业化发达的国家约30%的能源是以不同形式消耗在磨损上的。如在美国,每年由于摩擦磨损和腐蚀造成的损失约1000亿美元，占国民经济总收入的4%。而我国仅在冶金、矿山、电力、煤炭和农机部门，据不完全统计，每年由于工件磨损而造成的经济损失约400亿元人民币[1]。因此，研究和发展耐磨材料，以减少金属磨损，对国民经济的发展有着重要的意义。 1国外耐磨金属材料的发展 国外耐磨材料的生产和应用经过了多年研究与发展的高峰期，现已趋于稳定，并有自己的系列产品和国家标准、企业标准。经历了从高锰钢、普通白口铸铁、镍硬铸铁到高铬铸铁的几个阶段，目前已发展为耐磨钢和耐磨铸铁两大类。 耐磨钢除了传统的奥氏体锰钢及改性高锰钢、中锰钢以外，根据其含量的不同可分为中碳、中高碳、高碳合金耐磨钢；根据合金元素的含量又可分为低合金、中合金及高合金耐磨钢；根据组织的不同还可分为奥氏体、贝氏体、马氏体耐磨钢。而耐磨铸铁主要包括低合金白口铸铁和高合金白口铸铁两大类。二者中最具有代表性的是低铬白口铸铁和高铬白口铸铁，而且这两种材料目前在耐磨铸铁中占有主导地位。马氏体或贝氏体、马氏体组织的球墨铸铁在制作小截面耐磨件方面也占有一席之地，中铬铸铁则应用较少。从整体上看，合金白口铸铁的耐磨性优于耐磨铸钢，但后者韧性好，在诸如衬板、耐磨管道等方面有着广泛的应用[2]。 2 我国耐磨金属材料的发展 据统计,国内每年消耗金属耐磨材料约达300万吨以上，应用摩擦磨损理论防止和减轻摩擦磨损,每年可节约150亿美元。近年来,针对设备磨损的具体工况和资源情况,研制出多种新型耐磨材料。主要有改性高锰钢、中锰钢、超高锰钢
《钢结构工程》练习题 1.下列哪一个不是钢结构的优点：（D ） A.结构轻 B.精度高 C.施工周期短 D.耐火性能好 2.熔点较高的金属宜采用的切割方法是（ D ） A.机械切割法 B.气割法C砂轮切割 D.等离子切割 3.下列哪一个不属于机械加工的内容（ D ） A.火焰矫正 B.手工矫正 C.机械矫正 D.冷脆矫正 4.钢结构拼装前的主要准备工作是：（ B ） A.检查剖口截面 B.测量放线 C.卡具、角钢的数量 D.施工流向 5.较厚的钢结构构件通常要开坡口，其目的不是：（ D ） A.提高焊接质量 B.使根部能够焊透 C.易于清楚熔渣 D.减小焊接热影响范围 6.下列哪一个不是钢结构工艺参数：（ C ） A.焊接电流 B.焊接层数 C.焊条类型 D.电弧电压 7.关于普通螺栓级别的说法正确的是（ A ） A.A级螺栓是精致螺栓 B.C级螺栓是精致螺栓 C.A、B级均为精致螺栓 D.B级螺栓为半粗质螺栓 8.下列哪一个不是高强螺栓的连接形式（ C ） A.承压连接 B.张拉连接 C.紧固连接 D.摩擦连接 9.高强螺栓与普通螺栓之间的主要区别是：（ A ） A.是否抗剪 B.抗腐蚀性好 C.耐火性好 D.是否铆接 10. 螺栓紧固时必须从中心开始施拧，同时还要求：（ B ） A.不对称施拧 B.对称施拧 C.先松后紧施拧 D.强力一次施拧 11.检查核对钢结构材料，在材料上划出切割、铣、刨、制孔等加工位置，打冲孔，标出零件编号等的操作是（ C ）。 A.放样 B.制孔 C.号料 D.边缘加工 12.钢结构焊缝缺陷通常分为六类，弧坑缩孔属于（A ）这一类缺陷。 A.孔穴 B.固体夹渣 C.未熔合、未焊透 D.形状缺陷 13.普通螺栓孔成孔的方法是（C ）。 A.气割扩孔 B.气割成型 C.钻孔成型 D.气焊成型 14.钢结构安装采用普通螺栓连接时，对于精制螺栓（A 、B 级螺栓），螺栓孔必须是( A ）。 A . 1 类孔 B . II类孔 C.III类孔 D .IV类孔 15.钢结构采用普通螺栓连接紧固时，紧固次序应（A ）。 A .从中间开始，对称向两边进行 B .从两端开始，对称向中间进行 C ．从一端依次向另一端进行 D .根据螺栓受力情况而定 16.高强度螺栓的连接形式中，( A ）是目前广泛采用的基本连接形式。 A．摩擦连接 B.张拉连接 C.承压连接 D.抗剪连接16..钢结构的环境温度应符合涂料产品说明书的规定，说明书如无规定时，环境温度应在（ B ）之间。 A.0~38C° B.5~38C° C.20~40C° D.5~40C° 17.钢结构涂装后4h内，应保护免受（C）。 A.冻融 B.风吹 C.雨淋 D.日晒 18..钢结构的主要焊接方法有（ C ）。
金属磨损修复技术之索雷碳纳米工艺 索雷碳纳米聚合物修复技术是目前较为成熟和性价比较高的一种金属磨损修复维修方案。时间短、费用低、效果好是该技术的几个主要特点。索雷碳纳米聚合物技术是由纳米无机材料、碳纳米管增强的高性能环氧双组份复合材料。该材料最大优点是利用特殊的纳米无机材料与环氧环状分子的氧进行键合，提高分子间的键力，从而大幅提高材料的综合性能，可很好的粘着于各种金属、混凝土、玻璃、塑料、橡胶等材料。有良好的抗高温、抗化学腐蚀性能。同时良好的机加工和耐磨性能可以服务于金属部件的磨损再造。以下以轴类磨损金属修复为例对纳米金属修复技术做进一步的阐述和分析！ 轴类磨损问题传统金属磨损修复技术分析 轴类磨损问题在工业企业设备管理与维护中时有发生且较为普遍。但随着企业设备自动化、连续化程度的不断提高，如何快速、有效的解决问题并降低维修成本，保证企业的安全连续生产是新时期设备管理者管理能力的重要体现。 针对轴磨损问题，传统的且常用的方法有以下几种 1、补焊后机加工 优势：维修费用低 劣势：不能重复修复；易断轴造成重大事故；隐患大，综合成本高 2、刷镀、喷涂 优势：热应力小，对材质造成的损伤相对小 劣势：对磨损尺寸有限制；无法现场维修；易脱层；费用高 3、镶套 优势：费用低 劣势：接触面低；使用周期短；设备跳动大 4、塞铜皮 优势：费用低；维修快
劣势：接触面低；使用周期短；隐患大 5、打“麻点” 优势：费用低；维修快 劣势：接触面低；局限性大；使用周期短；隐患大金属修复技术之轴类磨损修复案例展示 1.“工装法”修复高压电机轴磨损 2.“机加工法”修复电机端盖轴承室磨损
第六章金属结构工程 一、说明 （一）本章包括：钢网架，钢屋架及钢桁架，钢柱，钢梁，钢板楼板及墙板，钢构件，金属制品，金属结构探伤，金属结构现场除锈及其他9节共101个子目。（二）金属结构构件均以工厂制品为准编制，单价中已包括加工损耗和加工厂至安装地点的运输费用。 （三）定额中钢材是按照Q235B考虑，设计与定额材质不同时，构件价格可进行换算。 （四）各种钢构件（除网架外）安装均按刚接与铰接综合考虑，执行中不得调整。（五）单榀重量≤1t的钢屋架执行轻钢屋架定额子目，单榀重量＞1t的钢屋架执行桁架定额子目；建筑物间的架空通廊执行钢桥架定额子目。 （六）实腹钢柱（梁）、空腹钢柱（梁）、型钢混凝土组合结构钢柱（梁）的相关说明： 1．实腹钢柱（梁）是指H形，T形，L形，十字形，组合形等。 2．空腹钢柱（梁）是指箱形，多边形，格构形等。 3．型钢混凝土组合结构钢柱（梁）形式包括H形，O形，箱形，十字形，组合形等。 （七）金属构件安装定额子目中除另有说明外均不包含工程永久性高强螺栓连接副、机制螺栓、销轴等紧固连接件，发生时材料费另行计算。 （八）螺栓球节点网架中的球节点、锥头、封板、杆件及与杆件连接的高强螺栓、顶丝已包括在网架的构件价格中。 （九）型钢混凝土内钢柱（梁）、压型钢板楼板等构件中不包括栓钉，栓钉另行计算执行相应定额子目。 （十）钢网架、钢屋架、钢桁架、钢桥架等大型构件需要现场拼装时，除执行相应的安装子目外，还应执行现场拼装定额子目。 （十一）埋人式（或与预埋件焊接）钢筋踏棍安装套用零星钢构件定额子目。（十二）定额中金属构件安装均按建筑物跨内吊装考虑，若需跨外吊装时，按相应定额综合工日乘以系数1.15。
目录 1. 研究背景 (1) 2. 自修复材料的分类 (1) 3. 自修复微胶囊 (1) 3.1. 微胶囊的概念 (1) 3.2. 自修复微胶囊修复机理 (2) 3.3. 自修复微胶囊在各领域的应用 (3) 4. 自修复微胶囊在金属防腐涂料中的应用 (4) 4.1自修复涂料的基本要求 (4) 4.2 金属防腐涂料的选择 (5) 4.3微胶囊对自修复金属防腐涂层的耐腐蚀性能的影响 (5) 4.3.1 微胶囊芯壁比对自修复金属防腐涂层的耐腐蚀性能的影响 (5) 4.3.2 微胶囊用量对自修复金属防腐涂层的耐腐蚀性能的影响 (5) 4.4 前人研究成果 (5) 5. 结束 (7) 参考文献 (9)
自修复微胶囊在金属防腐涂料中的应用 1. 研究背景 材料在使用过程中不可避免地会产生局部损伤和微裂纹，并由此引发宏观裂缝而发生断裂，影响材料正常使用和缩短使用寿命[1]。裂纹的早期修复，特别是自修复是一个现实而重要的问题。自修复材料是智能材料的一个重要分支，在无外界作用条件下，材料本身能对内部缺陷进行自我恢复[2]。 金属的腐蚀是金属受环境介质的化学或电化学作用而被破坏的现象。金属腐蚀遍及国民经济各个领域，给国民经济带来了巨大的损失长期以来，人们一直采用多种技术对金属加以保护，其中最有效、最经济的方法之一是在金属表面涂敷防腐涂层，以隔绝腐蚀介质与金属底材。但涂料在其使用过程中会因环境或力学性能等因素的变化产生微裂纹，并且由于暴露于大气中，微裂纹会逐渐蔓延、扩张，从而加速了金属与涂料界面上涂料的剥离和分层[3]，减少涂料的使用寿命和防腐能力，同时也影响了金属的使用。涂料可看作是由粘合剂与颜料所组成的一类特殊的复合材料，因此复合材料裂纹自修复技术同样可以应用于涂料领域，延长涂料的耐久性。 2. 自修复材料的分类 自修复材料按机理可分为两大类：一类主要是通过加热等方式向体系提供能量，使其发生结晶[4,5]、在表面成膜[6-8]或产生交联[9,10]等作用实现修复；另一类主要是通过在材料内部分散或复合一些功能性物质来实现的，这些功能性物质主要是装有化学物质的纤维[11-17]或胶囊。本文主要研究微胶囊型自修复材料，即通过在金属防腐涂料中添加微胶囊，使涂层具有自修复功能。 3. 自修复微胶囊 3.1. 微胶囊的概念 微胶囊是通过成膜材料包覆分散性的固体、液体或气体而形成的具有核-壳结构的微小容器[18]，通常将成膜材料形成的包覆膜称为壁材或囊壁（一般由天然的或合成的高分子材料形成），
机械设备金属材料的磨损失效及安全防范策略 发表时间：2019-06-20T10:18:08.630Z 来源：《科技新时代》2019年4期作者：吴焱华[导读] 机械设备在运行使用的过程中必然会出现金属材料的磨损，导致机械设备金属材料的表面形状不断损耗的同时。 东莞南玻太阳能玻璃有限公司广东东莞 523000 摘要：机械设备作为工业技术发展过程中一项非常重要的基础设施，对工业技术的快速发展、安全发展、创新发展均起到了非常重要的支撑作用。然而机械设备的使用过程中也普遍存在着金属材料磨损的问题，对机械设备使用性能造成不利影响的同时还会对产生的生产稳定性、安全性造成严重破坏，是导致企业经济损失的一项重要原因。针对机械设备金属材料的常见磨损失效进行分析论述并采取相应的预防措施，对确保机械设备的有序使用、安全使用、稳定使用有积极作用。基于此，本文将针对机械设备金属材料的磨损失效进行具体分析，同时提出相应的安全防护策略。 关键词：机械设备；金属材料；磨损失效；安全防范 机械设备在运行使用的过程中必然会出现金属材料的磨损，导致机械设备金属材料的表面形状不断损耗的同时，还会对金属材料的表面质量、机械结构乃至材料性能造成严重损害。而当前工业领域中机械设备的运行环境要求越来越多，部分机械设备的运行环境也越来越复杂，外界环境对机械设备的运行影响越来越大，都会导致机械设备运行过程中金属材料不断出现磨损现象，对机械设备的正常安全使用造成不利影响。基于此，本文将针对机械设备金属材料的磨损失效进行具体分析，同时提出相应的安全防护策略。 一、机械设备金属材料磨损失效的类型 机械设备金属材料的磨损过程可以分为四个阶段，包括跑和磨损阶段、稳定磨损阶段、剧烈磨损阶段以及最终磨损阶段。同时依照机械设备金属材料的表面破坏机制，其磨损类型则分为以下几种： 1.1疲劳磨损 疲劳磨损指的是金属表面相互接触并发生相对运动，由此形成的接触区循环压力逐渐超过材料的疲劳强度，并由此引发金属材料表面层裂纹、裂纹扩散现象，最终导致裂纹以上的材料断裂剥落下来的一种磨损过程。疲劳磨损本身又可以分为两种，首先非扩展性的疲劳磨损指的是材料刚刚接触时其表面接触面较小、接触应力较大，随着接触面积不断扩大而单位接触应力逐渐降低，由此产生的小麻点磨损也会逐渐停止扩大的一种磨损类型；其次是一种作用于材料接触表面并由于交变应力较大而导致材料在相互接触的初期阶段就产生小麻点，并且由于材料的塑性以及润滑性能较差，导致短时间内材料表面的小麻点逐渐扩散并形成豆瓣状的凹坑。 疲劳磨损会导致机械设备金属材料出现一定程度的损坏现象，严重者甚至会出现机械部件破裂、机械性能丢失等问题，对机械设备的正常运转及经济效益造成严重破坏。 1.2磨粒磨损 磨粒磨损是机械设备金属材料普遍存在的一种磨损类型，其指的是由于外界应颗粒或者对磨表面上的硬突起物、粗糙峰在金属材料表面相对运动过程中，对金属工作表面产生划伤并由此导致金属材料的表面材料脱落而引发的材料磨损问题。磨粒磨损可以分为二体磨损、三体磨损等多种类型。 1.3腐蚀磨损 腐蚀磨损指的是在金属材料表面相对运动的过程中，金属材料本身与周围介质发生化学反应、电化学反应进而引发的一种表面损伤现象。当前机械设备金属材料常见的腐蚀磨损包括有氧化磨损、特殊介质腐蚀磨损等多种类型，同时腐蚀磨损会造成机械设备金属材料摩擦副表面工作中的材料损失，对机械设备的使用性能造成严重破坏。 1.4粘着磨损 粘着磨损是一种由于金属材料的摩擦副表面相对运动过程中，其接触点上的固相焊合作用引发接触表面的材料从一个表面转移到另一表面，进而导致金属材料的粘着磨损问题。根据相关研究结果，粘着磨损的发生过程依次为金属表面接触、塑性变形、表面膜破裂、粘着、剪断结点、再粘着的持续循环过程，而粘着磨损的影响因素包括金属材料表面的相对运动距离、金属材料的负压载荷以及金属材料的具体硬度等。同时依据金属材料粘着磨损剪断位置的差异，其表面损伤程度各不相同，也可以分为轻微磨损、涂抹、擦伤、撕脱、咬死等不同类型。 1.5微动磨损 微动磨损指的是机械设备金属材料其部件表面在外界负荷不断变化的情况下，引发的小振幅相对往复振动，并由此导致金属接触表面产生大量的氧化物微粒堆积，最终形成微动损伤。由于并没有出现宏观上的相对运动，所以微动磨损其实是非常细微的，但一旦发生宏观上的相对运动，则微动磨损会迅速扩大。 二、机械设备金属材料磨损失效的防范 针对上述常见的机械设备金属材料磨损失效类型，本文认为应该采取以下安全防范策略： 2.1 选择合适的金属材料 金属材料的自身性质是决定金属材料磨损的一项决定性因素，而依据机械设备的不同使用需求，以及机械设备中不同构件的工作需求来选择合适的金属材料，对避免金属材料磨损有重要意义。例如对于工作环境较差、工作强度较高的机械设备，应当选用机械强度较高、能够承受较大载荷的机械部件。在此基础上，相关人员还可以对金属表面的加工工艺进行优化，通过科学工艺来预防金属材料磨损的发生。但需要注意的是，金属材料的选择也要考虑到机械设备的生产成本、生产工艺和加工成本，在尽量符合成本要求的情况下提升机械设备的抗磨性能。 2.2 革新材料的制作技术 改进金属材料的制作技术是提升机械设备使用性能的一项重要手段。首先针对金属材料的加工工艺应不断改进，以提升金属材料不同部件表面的光滑程度和抗磨性能，以此达到预防金属材料磨损失效的目的；其次针对金属材料加工工艺的选择，应该通过锻造、浇铸、切割等多种方式来提升金属部件的抗磨性能，确保机械设备的有序安全使用。