6-材料磨损与耐磨材料(第3章磨粒磨损课件)4

➢ 粘着强度大于摩擦副中较软金属的剪切强度，小于较 硬金属的剪切强度；
➢ 剪切破坏发生在离粘着结合面不远的较软金属浅层内， 软金属涂抹(粘附)在硬金属表面上；
➢ 摩擦系数与轻微磨损差不多，但磨损程度加剧。
c.擦伤
➢ 粘着强度比摩擦副的两基体金属的剪切强度都高； ➢ 剪切主要发生在软金属的亚表层内，有时也发生在硬
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
Ⅲ 剧烈磨损阶段：当材料磨损量达到一定数值时， 摩擦条件发生较大的变化，磨损速度急剧增加。 这时机械效率下降，精度降低，出现异常的噪音 及振动，最后导致零件完全失效。 ** 从磨损过程的变化来看，为了提高机器零件的 使用寿命，应尽量延长“稳定磨损阶段”。
单位滑动距离的磨损量，横坐标 代表平均接触压力。
压力值小于H/3（σs ），磨损率小而且保持不变(即K保
持常数-磨损量与压力成正比)；
压力值为H/3，各个微凸体上的塑性变形区开始发生相
互影响；
压力值超过H/3，磨损量急剧增大(K值急剧增大)，高
的载荷作用下，整个表面变成塑性流动区，发生大面 积的粘着焊连，出现剧烈的粘着磨损。
a.轻微磨损
➢ 粘着强度比摩擦副两金属基体剪切强度低； ➢ 剪切发生在粘着结合面上，表面转移的材料较轻
微；
➢ 摩擦系数增大，但磨损量很小； ➢ 金属表面具有氧化膜、硫化膜或其他涂层时发生
轻微粘着摩损。
b.涂抹 “雪亮工程"是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。

2. 制造耐磨零件的常用钢种
① 优质碳素结构钢 ② 锰钢、锰钒钢及锰钼钨钢 ③ 铬钢 ④ 铬镍钢及铬镍钼钢 ⑤ 铬锰钢 ⑥ 含硅合金钢 ⑦ 轴承钢 ⑧ 高锰钢
6.1.3 耐磨铸铁
铸铁是一种良好的耐磨材料，广泛用于制造各 种摩擦副，如机床导轨、气缸套、活塞环等零 件。
铸铁的耐磨性通常比钢好，因为有石墨存在。 ① 工作时，石墨易在表面脱落成为润滑剂，起减
⑤ 铅青铜浇铸时，易产生比重偏析。为此，可加入适量的 镍、锑等元素，阻止铅的积聚；同时可增大冷却速度， 以减轻比重偏析。
4.铝基轴承合金
铝基轴承合金是随着近代发动机向高速、高压、 重载方向发展而出现的一种新型滑动轴承合金。
优点：密度小、导热性好、承载强度和疲劳强度 高，且有高的高温硬度，优良的耐蚀性和减摩性。
特点：有高的疲劳强度和承载压强，良好的耐磨、 耐热和耐蚀性。
可用于载荷变动大、有冲击载荷及润滑条件易受 破坏的动力机械上的轴承材料。如高速大功率内 燃机车、重型汽车和拖拉机的轴承。
5.多层合金减摩材料
上述各类合金可分别与低碳钢带一起轧制复合成 双金属轴承材料。
为改善表面性能，可在减摩合金表面再镀一层质 软而薄的金属层，构成三层减摩合金材料。
塑性变形能力，以减少安装和制造误差的影响。 嵌藏性是指油中杂质和外来的微粒能嵌入减摩合 金内而不至于划伤轴颈表面。
4)足够的强度。即有一定抗塑性变形的能力和良 好的抗疲劳性。
5)良好的物理、化学性能。如应有高的导热性和 热容量，热膨胀系数小，耐蚀性好，湿润性和亲 油性好等。
6) 工艺性好，生产工艺简单，成本低。
① 加入硅、锰、铬能提高硬度。
② 钼、钒、钨会部分溶于钢中生成M3C或M7C3形 化合物，提高耐磨性。

——法国科F学=家μ阿·N蒙顿Amontons摩擦定律
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摩擦学经典理论
1785 年：库仑Charles Augustin Coulomb（1736-1806) —动、静摩擦研究；
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摩擦学经典理论
1785 年：库仑Charles Augustin Coulomb（1736-1806） ——动、静摩擦研究
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摩擦学经典理论
1785 年：库仑C.A.Coulomb 对摩擦起因的解释：他猜想在相对运动中， 一表面的微凸体沿其相对表面微凸体的斜 坡爬升，摩擦力即和这种爬升运动中所做 的功有关。
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1785 年：C.A.Coulomb
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摩擦学经典理论
1881 年： Heinrich Hertz （1857-
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废旧机电产品循环利用法 ---再制造工程
机械制造业是矿产资源的最大使用者， 是能源的最大消耗者，是有害气体和 废水的最大排放者。机电产品更新换 代频率加快，一方面造成了自然资源 的日益匮乏，另一方面造成了机电产 品报废数量激增。
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废旧机电产品循环利用法 ---再制造工程
近几年全球每年至少有2600万辆汽 车报废，发达国家目前已有1.25亿 台旧计算机废弃不用，世界废弃电 脑很快就将达到6.8亿台。
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摩擦磨损与国民经济
参照德、美和加拿大等国调查结果，即摩 擦学知识的工业应用每年可节约的费用约 占GNP的1～1. 4％，若取平均值(1.2％)， 按我国2003年GNP为11.66万亿元估算， 2003年我国全国工矿企业在摩擦学上的节 约潜力约1400亿元。
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摩擦磨损与国民经济
我国2007年GDP246619亿元，在摩擦磨损 润滑方面的节约潜能约2959亿元。这说明重 视摩擦学的研究、应用所产生的效益巨大。

摩擦表面的生成与演化
磨合阶段
在摩擦初期，接触表面的粗糙度会导致微凸体的相互挤压和剪切，从而产生磨屑和热量。 这个阶段结束后，表面会逐渐变得光滑。
稳定磨损阶段
经过磨合阶段后，表面逐渐形成了一层光滑的氧化膜，这层氧化膜具有较好的耐磨损性能 ，能够减小摩擦力和磨损量。这个阶段是磨损的主要阶段，也是材料使用寿命的主要影响 因素。
落。
疲劳磨损的主要机制包括疲劳裂纹的形成和扩展、微粒的断裂和剥落， 这些机制会导致材料表面出现疲劳斑和剥落坑。
腐蚀磨损
腐蚀磨损是指由于化学腐蚀作用，导致 材料表面损伤的现象。
腐蚀磨损通常发生在潮湿的环境中，如 海洋环境、化工环境等。由于化学腐蚀 的作用，材料表面逐渐被腐蚀，最终导
致表面损伤和破坏。
腐蚀磨损的主要机制包括氧化、腐蚀和 电化学腐蚀，这些机制会导致材料表面
出现腐蚀斑和剥落。
冲蚀磨损
冲蚀磨损是指由于高速流动的液体或固体颗粒冲击材料表面，导致材料表面逐渐被磨损的现 象。
冲蚀磨损通常发生在流体动力学环境下，如喷气发动机、水轮机等。由于高速流动的液体或 固体颗粒冲击材料表面，导致材料表面逐渐被冲蚀和破坏。
化学表面合金化
通过化学反应在基材表面 形成一层具有特殊性能的 合金层，如不锈钢的钝化 膜。
热扩散表面合金化
通过加热使基材表面的原 子与加入的元素发生互扩 散，形成具有优异性能的 合金层。
表面织构技术
表面微织构技术
在基材表面加工出微小的凹坑或 凸起，改变表面形态，降低摩擦 系数和提高耐磨性。
表面纳米织构技术
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摩擦系数及其影响因素
材料性质
材料的硬度、弹性模量、表面粗糙度等都会影响摩擦系数的大小。一 般来说，硬度越高、表面粗糙度越小的材料，其摩擦系数越小。 Nhomakorabea表面条件