材料的磨料磨损-课程作业
一、摩擦和磨损的定义
1 摩擦：阻止两物体接触表面发生切向相互滑动或滚动的现象。也就是说，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的现象。这就产生了摩擦。
2 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的现象。也就是因摩擦而造成的物体的损耗。
3 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。
二、查资料讨论并举例说明生物材料的摩擦磨损特性
生物材料通常有两个定义：狭义的生物材料是指天然生物材料，也就是由生物过程形成的材料。广义的生物材料是指用于替代、修复组织器官的天然或人造材料。
生物具有适应环境的生物系统和生存本领。他们精巧的结构和形态及一些难解的能力吸引了众多工程结构设计者和科学家的兴趣。如：贝壳和螺壳。它们长期生活在水中。受到水沙浆的自由式磨料磨损。它们的硬壳有的呈现规则的纵向棱纹凸起；有的凸起呈现扇形分布；在每个纵向棱纹凸起处，有若干个横向的规则的波形变化，整体上呈现规则的纵横变化的几何表面形态。可能是一种表面耐磨形态。另外还有土壤中的动物，如蜣螂，它的外观形态类似于水磨石地面结构，体表有一定的弹性，在外力的作用下，体表可以发生弹性变形。突起部位承受着土壤的挤压和摩擦；凹陷部位易集留空气，可以减轻大气负压，从而降低土壤的摩擦。
三、对比论述滑动磨料磨损机理和变形磨料磨损机理
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，当然包括磨损系统中各参变量变化对磨损持性的影晌规律。在进行机理研究时，通常是把复杂的自然现象或系统分解成几个主要过程，分别研究它们的规律及现象的本质，综合主要影响因素的规律，提出物理模型，并用数学式给以定量的表达。
能够最直接地反映磨料颗粒与材料表面相互作用过程特性的有三个方面：
1 磨损表面形貌特征
2 磨屑材料组织结构的变化
3 亚表层中材料组织结构的变化
采用扫描电镜观察。
滑动磨损：
1磨损过程：磨损表面以形成磨沟，沟槽为主要特证；2硬度对耐磨性有好处；3磨屑为卷曲状和碎片状。有两个原因：其一是材料的切削抗力。韧性材料可能被撕裂也可能很容易剪断。另一个是变形热造成的。磨损热可以达到使磨屑融化的温度。形成融化状磨屑。
2 磨屑组织结构变化
磨屑发生塑性变形，产生变形热。和摩擦产生是热量总成为磨损热。滑动速度不同，其金相组织会发生不同的变化。不同原始组织样品在磨损过程中所形成磨屑内部组织转变是不同的，磨损表面的组织转变也不同。
3亚表层组织的变化
可能的变化有：变形硬化，回复再结晶；回火软化或退火；相变；产生绝热剪切层或非晶态层。
1产生冷作硬化层，即应变硬化层。这里面变形热也产生影响。采用常规冷作硬化
方法不能有效提高耐磨性。
2磨粒切削材料时裂纹的扩展。若冷作硬化后，且硬化层较厚时，则可减轻切削磨损作用。
变形磨损：
磨损过程：1表面形成麻坑；2应变疲劳强度对耐磨性有好处；3磨屑呈扁薄片，片边缘都已经开裂。
变形磨损的研究比较少。
四、试论述磨料磨损的影响因素和提高磨料磨损耐磨性的途径
对材料的耐磨性或是磨损发生过程中影响最大的因素应从两方面分析。
1、材料的组织和由组织所决定的性能；
2、磨料特性和磨料与材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。
一、材料组织的影响
材料的显微组织对材料磨料磨损过程特性的影响是个复杂而重要的问题。材料的成分和处理工艺决定了材料的组织和机械性能。同种材料并采用相同的处理工艺在相同的工况条件下，可能表现出不同的耐磨性。这又与生产厂的冶炼、铸造技术水平有密切关系，零件寿命可能相关30％以上。
目前还没有总结出材料的组织对耐磨性的影响规律。但是目前生产中选用耐磨材料的方法是“硬度高则耐磨性好”。当然这也是需要一些条件的。
不同材料在不同工况下的耐磨性能是很不同的。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。
二、材料性能的影响
在建立一些参数与耐磨性相关关系时，仅发现材料硬一些则耐磨性好一些，其它的性能与耐磨性仅在很窄的范围内有一定的关系，有的甚至没有明显的关系。就硬度这个参量与耐磨性的关系来说，也有很多例外。
1 材料硬度对耐磨性的影响
试验证明，材料的相对耐磨性和材料的硬度成正比。
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。只要最高磨后硬度相等，其相对耐磨性也是相同的，和原始硬度无关。
3 材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 材料磨后硬度与磨料硬度比值对耐磨性的影响
英国的Richardson用另一种试验方法，得出与上述相似的结论。他认为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。
5材料的断裂韧性对耐磨性的影响
美国对此项做了试验。遗憾的是，材料的平面应变断裂韧性与材料的滑动磨料磨损的耐磨性没有明显的对应关系。从已发表的文献看出，金属材料的断裂韧性与它的耐磨性没有明显的关系。这与磨损过程的动态特性有关，特别是温度的作用。局部微区的裂纹扩展与宏观慢速的平面应变断裂韧性是有很大区别的。这是没有明显关系的主要原因。
6材料的低周疲劳特性对材料耐磨性的影响：反复塑性应变所造成的材料破坏称为低周疲劳，或称塑性疲劳或应变疲劳。
三、磨料特性的影响
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。只不过磨粒的棱角没有刀具刃口那样锐利。
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。
2磨料硬度的影响
40年代有人已做了大量的实验，证明磨料硬度和材料硬度比值与材料磨损的关系。R.C.D.R.Chardson又进行了磨料硬度与材料磨后最高硬度比值的研究。这都说明磨料硬度对磨损造成影响的重要性。
3磨料粒度的影响
许多研究者发现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是。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。根据磨料本身的运动状态可以分为固定磨料、半固定磨料和自由磨料磨损等。
四、载荷、速度及介质。环境条件的影响
1 载荷的影响
根据磨料磨损简化模型“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。
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。
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。
腐蚀磨损联合作用问题研究的还较少。化学作用、电化学作用问题更不清楚。一般有腐蚀作用条件下的材料应添加一定量的铬元素，添加量要根据实际工况条件而定。
提高磨料磨损耐磨性的途径可以从材料和处理工艺两方面来考虑。
根据对零件磨损过程的系统分忻以及磨损零件的失效分析以后，我们对零件磨损的原因、影响因素及磨损类型、选材基本方向有了认识。下一个步骤就要根据现有的资料、知识以和经验对材料和工艺的选用进行方案初选。
1 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。
耐磨材料的选择要根据以下几个基本准则：适用性、可得性和经济性。
目前在材料选择上已经积累了很多的经验。根据实际使用条件和失效分析，可参考有关手册。
2 处理工艺的优选
五、介绍2种磨料磨损试验机，说明其工作原理和功能
1 微观摩擦学试验机(设备型号：UMT-
2 )
生产厂家：美国Center for Tribology公司
主要功能：可用于研究金属、陶瓷、塑料、复合物、涂层等的摩擦学行为，此外，还可用于做刻划试验。可根据需要设定或采集载荷、速度、时间、摩擦力、摩擦系数、磨损深度、电阻、电容、扭矩等一系列参数。该设备有两个传感器，分别为FM-0.5（0-5N）和DFH-10（0-100N），可实现三种运行方式，即旋转式（销-盘式）、往复式和环块式。对于欲采集的参数，设备能够实时记录，并以图形文件和文本文件形式存储。
图1 微观摩擦学试验机
工作原理：试验机主要由测试单元和控制单元两部分组成。测试单元的上部有垂直和侧向的定位移动系统，它由电机驱动控制上部测试样品的上下左右位置和法向压力的加载。安装在定位系统上的力传感器能感应并测试出法向压力和摩擦力，从而计算摩擦系数。它也作为垂直定位系统的反馈用以保证测试过程中法向压力的恒定。安装在压力传感器和上部样品夹之间的弹簧悬挂装置能使上部样品在测试过程中顺应下部样品高度上的变化，以保证测试精度。测试单元的下部是下样品台，它由动力驱动，根据不同的运行方式可以实现下部样品的旋转和往复运动。控制单元主要通过计算机软件对测试过程及参数设置进行自动控制，可以实现实验数据的获得、计算和实时显示，并以图形文件和文本文件的形式存储。
2 JMM型转盘式磨料磨损试验机
主要功能：该机属于两体磨损类型。它可以很好地模拟犁铧、犁壁、耙片等农业机械触土部件在田间的耕作情况。
工作原理：试验机采用三相异步电动机驱动，回转盘使用电动机功率10KW，额定转速1450r/min,输出电压380V，二级减速器的总速比为1：36，电源经变频调速器（型号：MICROMASTER Eco）与电动机相连。试验过程中，可用变频调速器调节电动机电源频率，来达到调节电动机转速的目的。
试验机的核心部分是转盘、压紧轮、松土铲和试样安装支架。
松土铲可将经过样件后的磨料翻松，再经过压紧轮压实，以保证转盘内的磨料在每转经过样件的表面时的坚实度基本保持不变。运动支架上可同时安装四个试验样件，并可以实现间歇换位，使四个试样依次轮换进行磨损试验。在试验过程中，试样埋入磨料中的深度以及与磨料的运动方向的冲击角固定不变。试样换位后相对于机架固定不动，而由回转盘旋转带动磨料做回转运动，从而实现样件表面和磨料颗粒间的相对滑动，从而达到模拟土壤在触土部件表面运动的状态。
六 犁壁和犁铧的工作条件及基于耐磨性的材料选择依据
犁铧和犁壁是铧式犁主要的工作部件中的重要部件。二者的磨损将直接影响耕作质量和牵引阻力的增加。犁在工作中的牵引阻力，有50%消耗于犁铧上，10～15%消耗于犁壁上。
二者磨损的具体情况，要随土壤的性质、土壤机械成分不同而有所区别。土壤又分很多种，如：砂质土壤、壤土、粘壤及粘土。特别是沙质土壤，它对犁的磨损是很严重的。犁铧受到的磨损情况要比犁壁严重的多，这是因为犁铧受到的土壤的力和磨损要大的多。
根据已有对于犁铧和犁壁的了解，确定影响磨损零犁铧犁壁的主要因素。即：土壤的特性。包括土壤的材质、湿度、密度等。将典型的损坏犁铧和犁壁进行失效分析。确定其磨损的类型。以上是材料选择的第一步，也是材料选择的依据。参考手册资料和其它领域的经验对犁铧犁壁所用材料及工艺进行初选。初选最好首先在具有该工况条件模拟性的磨损试验机中进行筛选磨损试验。筛选出较优方案后，在台架或实际零件实验中，进行实际试验。这时要控制工况条件，将此结果与原用方案进行比较。要进行反复试验，判断其效果的再现性。估计其效果和经济性。接下来就是技术鉴定。通过考核即可转入中间试验或大批量生产试验。在一定的试验周期内，再次考验其应用的可能性和可靠性，更主要的是要考验新选用的材料工艺在技术上的可行性。最后，制定出适合该零件的材料制造工艺规范，零件安装使用和维护规定等。这样就完成了材料的选择。
图2 JMM 型转盘式磨料磨损试验机
磨损及磨损机理 第三章磨损及磨损机理 概述 物体摩擦表面上的物质，由于表面相对运动而不断损失的现象称磨损。 在一般正常工作状态下，磨损可分三个阶 段： a.跑合（磨合）阶段：轻微的磨损，跑合是为正常运行创造条件。 b.稳定磨损阶段：磨损更轻微，磨损率低而稳定。 C.剧烈磨损阶段：磨损速度急剧增长，零件精度丧失，发生噪音和振动，摩擦温度迅速升高，说明
零件即将失效。（如图3.1） 摩擦行程（时间） 图3.1 磨损三个 机件磨损是无法避免的。但，如何缩短跑合期、延长稳定磨损阶段和推迟剧烈磨损的到来，是研究者致力的方向。 影响磨损的因素很多，例如相互作用表面的相对运动方式（滑动，滚动，往复运动，冲击），载荷与速度的大小，表面材料的种类，组织，机械性能和物理-化学性能等，各种表面处理工艺，表面几何性质（粗糙度，加工纹理和加工方法），环境条件（温度、湿度、真空度、辐射强度、和介质性质等）和工况条件（连续或间歇工作）等。这些因素的相互影响对于磨损将产生或正或负的效果，从而使磨损过程更为复杂化。 磨损过程涉及到许多不同的学科领域，由于具有跨学科的性质，至今还很难将它的规律解释清楚。已经有很多学者对磨损进行了大量的研究。
如20 世纪20 年代，汤林森提出了分子磨损 的概念，他认为两个粗糙表面在接触摩擦过程中 相互接近，而一个表面上的原子被另一个表面俘 获的现象就是磨损。 霍尔姆在上述基础上作了进一步的发展，他指出摩擦材料的压缩屈服极限Ob(即硬度)对耐磨性的影响很大。 50年代初，奥贝尔(Oberle)从表层材料的机械破坏着眼，联系“切削”过程来解释磨损，他认为影响磨损的主要因素除硬度H 外，还有材料的弹性模量E。处在弹性极限内的，变形越大，机械破坏越少，并提出用模数(m = E/H x 105)来反映材料的耐磨性，m 值高则耐磨性好。 冯(Feng)提出了机械性质相近的两表面上机械嵌锁作用导致界面上既粘连又犁削的观点。 布洛克但lok)认为软钢表面变得粗糙和发生塑性变形，是由于应力过高而引起的。 拉宾诺维奇认为表面能与材料硬度之比，对于磨损是一个重要因素，它可能影响磨屑的大小。 赫鲁晓夫提出了硬质微凸体在软表面上犁沟的模式图。 有不少学者通过实验和观测发现，磨损是比原
表面摩擦与磨损 摘要：简要介绍了摩擦与磨损的定义，摩擦的分类及评价方法；磨损的分类及评价方法；磨损的评价方法；抗摩擦磨损表面强化技术。 关键词：摩擦；磨损；表面 1 引言 摩擦与磨损是自然界存在的普遍现象, 摩擦对人类的生活和生产活动有利有弊, 而磨损却是有百害而无一利。摩擦与磨损对能源及材料的消耗是相当可观的, 据粗略估计, 有 1/3 ～ 1/2的能源消耗于磨损, 而磨损又常常是机器零部件失效的主要原因。 摩擦与磨损是发生在相互接触并相对运动的两个固体表面之间, 因此接触表面的特性, 诸如表面粗糙度及硬度等与摩擦、磨损关系密切。有些表面特性是由材料的本性决定的, 此外, 还可以采用各种方法对材料表面进行改性, 其中表面处理技术中的电镀及复合镀等则是常用的手段。在制备减摩及耐磨镀层时需进行检测, 因此, 有必要对摩擦及磨损的定义、产生原因和测试方法等有一定程度的了解[1]。 2 摩擦与磨损的定义 摩擦的定义是:两个相互接触的物体在外力的作用下发生相对运动或者相对运动趋势时,在切相面见间产生切向的运动阻力,这一阻力又称为摩擦力。磨损的定义是:任一工作表面的物质,由于表面相对运动而不断损失的现象。 据估计消耗在摩擦过程中的能量约占世界工业能耗的 30%。在机器工作过程中，磨损会造成零件的表面形状和尺寸缓慢而连续损坏，使得机器的工作性能与可靠性逐渐降低，甚至可能导致零件的突然破坏。人类很早就开始对摩擦现象进行研究，取得了大量的成果，特别是近几十年来已在一些机器或零件的设计中考虑了磨损寿命问题。在零件的结构设计、材料选用、加工制造、表面强化处理、润滑剂的选用、操作与维修等方面采取措施，可以有效地解决零件的摩擦磨损问题，提高机器的工作效率，减少能量损失，降低材料消耗，保证机器工作的可靠性[2]。 3 摩擦的分类及评价方法 在机器工作时，零件之间不但相互接触，而且接触的表面之间还存在着相对运动。从摩擦学的角度看，这种存在相互运动的接触面可以看作为摩擦副。有四种摩擦分类方式：按照摩擦副的运动状态分类、按照摩擦副的运动形式分类、按照摩擦副表面的润滑状态分类、按照摩擦副所处的工况条件分类。这里主要以前三种方式介绍分类[3]。 3.1 按摩擦副的运动状态分类
磨料磨损理论 摘要：综述了磨料磨损理论的发展趋势, 介绍了磨料磨损的几种机理和几种典型的磨料磨损模型, 对影响磨拉磨损的各种因素进行讨论。 关键词：磨料磨损；磨损机理；磨料 1 引言 由硬质颗粒或硬突起与金属表面相互作用, 使金属产生磨屑而导致材料破坏的磨损现象, 称为磨料磨损。这种磨损是工业中最常见易见磨损速率极高的磨损形式, 大约有百分之五十左右的机械零件的损坏是由于磨粒磨损所致[1]。 随着我国重工业的发展, 在冶金、矿山、建材、电力、水利之机械工业中, 对各种磨粒磨损件的耐磨性提出了更高的要求。由于磨料磨损建模具有重大的实践意义, 国内外许多研究者对其进行了研究, 积累了丰富的试验数据, 并对磨损机理进行了探讨, 并建立了一些计算磨料磨损的磨损率的数学模型。但从已有的磨料磨损的模型来看,绝大多数研究人员的分析研究重点在那些确定性的因素上, 如材料的性能(硬度、塑性、疲劳强度、断裂韧性等), 载荷的大小, 相对运动的速度, 介质的温度和湿度等等;而对那些随机性的因素, 诸如载荷的波动幅度、磨粒的粒径分布、磨粒的尖锐度、材料因微观组织上的差异而产生的抗磨性质的起伏等等, 就不予考虑, 或按常量处理。这些数学模型大多是考虑了纯切削或准切削过程, 考虑疲劳断裂和塑变的较少。故这些数学模型得到的磨损率与实验结果相差比较大, 仅具有方向性的指导意义, 还不能较准确地预测材料的磨损率。所以, 现有的工作还很有限,许多实验结果常常很难解释, 迄今为止有关磨料磨损的理论研究还是不够充分, 有待进一步完善[2]。 2 磨料磨损机理与模型 2.1 微观切削机理 磨粒作用在零件材料表面上的力，可分为法向力和切向力。法向力使磨粒压入表面，如硬度试验一样，在表面上形成压痕。切向力使磨粒向前推进，当磨粒的形状与位向适当时，磨粒就象刀具一样，对表面进行切削，而形成切屑。不过这种切削的宽度和深度都很小，因此产生的切屑也很小。虽然切削时“刀具”，即一般的磨粒，大多具有负前角的特征，切屑变形也较大些，但代显微镜下观察，这些微观切屑仍具有机加工中切屑的特征[3]。 微观切削类型的磨损是经常见到的，特则是在固定磨料磨损和凿削式磨损中，是材料表面磨损的主要机理。但是，磨粒和炭面接触时发生切削的概率不是很大的，虽然在某种条件下切削磨损量占总磨损量的比例很大。但当磨粒形状较圆钝时，或者在犁沟的过程中磨
第三章磨损及磨损机理 概述 物体摩擦表面上的物质，由于表面相对运动而不断损失的现象称磨损。 在一般正常工作状态下，磨损可分三个阶段： a.跑合（磨合）阶段：轻微的磨损，跑合是为正常运行创造条件。 b.稳定磨损阶段：磨损更轻微，磨损率低而稳定。 c.剧烈磨损阶段：磨损速度急剧增长，零件精度丧失，发生噪音和振动，摩擦温度迅速升高，说明零件即将失效。（如图3.1） 法避免的。但，如机件磨损是无量跑合损长稳定磨损阶段和何缩短跑合期、延磨稳定磨损阶段来，是研究者致力推迟剧烈磨损的到的方向。剧烈，例如相互素很多影响磨损的因 滚滑动，式(方作用表面的相对运动摩擦行程（时间）载荷与速度的，击)动，往复运动，冲磨损三个阶段的示意图3.1图种类，组织，机械大小，表面材料的性能等，各种表面化学性能和物理-温度、湿度、真空度、环境条件(处理工艺，表面几何性质(粗糙度，加工纹理和加工方法)，这些因素的相互影响对于磨损将等。和介质性质等)和工况条件(连续或间歇工作)辐射强度、产生或正或负的效果，从而使磨损过程更为复杂化。至今还很难将它的规律由于具有跨学科的性质，磨损过程涉及到许多不同的学科领域，解释清楚。已经有很多学者对磨损进行了大量的研究。两个粗糙表面在接触摩擦过年代，汤林森提出了分子磨损的概念，他认为如20世纪20 程中相互接近，而一个表面上的原子被另一个表面俘获的现象就是磨损。)即硬度摩擦材料的压缩屈服极限σ(霍尔姆在上述基础上作了进一步的发展，他指出b。对耐磨性的影响很大过程来解释磨损，联系“切削”从表层材料的机械破坏着眼，50年代初，奥贝尔(Oberle)。处在弹性极限内的，变外，还有材料的弹性模量E他认为影响磨损的主要因素除硬度H5值高则耐磨＝E/H×10)来反映材料的耐磨性，m形越大，机械破坏越少，并提出用模数(m 性好。提出了机械性质相近的两表面上机械嵌锁作用导致界面上既粘连又犁削的观冯(Feng) 点。认为软钢表面变得粗糙和发生塑性变形，是由于应力过高而引起的。布洛克(Blok)它可能影响磨屑的对于磨损是一个重要因素，拉宾诺维奇认为表面能与材料硬度之比，大小。赫鲁晓夫提出了硬质微凸体在软表面上犁沟的模式图。大规模地发生着。磨损是比原子量级大得多的数量级，有不少学者通过实验和观测发现，磨损颗粒大约具有如实际接触斑点直径那样的数量拉宾诺维奇和阿查德(Archard)分别指出，级。拉宾诺维奇提出磨屑呈半球形，阿查德也认为磨屑具有一定的厚度。有人把它看作是一表面微凸体反复承载而发生疲劳脱落的现象，在滑动或滚动过程中，等人的(种磨损，克拉盖尔斯基Кр
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。通常磨损过程是一个渐进的过程,正常情况下磨损直接的结果也并非灾难性的,因此,人们容易忽视对磨损失效重要性的认识。实际上,机械设备的磨损失效造成的经济损失是巨大的[1～10,15]。美国曾有统计,每年因磨损造成的经济损失占其国民生产总值的4%。 2004年底由中国工程院和国家自然科学基金委共同组织的北京摩擦学科与工程前沿研讨会的资料显示,磨损损失了世界一次能源的三分之一,机电设备的70%损坏是由于各种形式的磨损而引起的;我国的GDP只占世界的4%,却消耗了世界的30%以上的钢材;我国每年因摩擦磨损造成的经济损失在1000亿人民币以上,仅磨料磨损每年就要消耗300多万吨金属耐磨材料。可见减摩、抗磨工作具有节能节材、资源充分利用和保障安全的重要作用,越来越受到国内外的重视。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有很大的社会和经济效益。 1 磨损和磨损失效的主要类型 磨损———由于机械作用造成物体表面材料逐渐损耗。 磨损失效———由于材料磨损引起的机械产品丧失应有的功能。
通常,按照磨损机理和磨损系统中材料与磨料、材料与材料之间的作用方式划分,磨损的主要类型可分为磨料磨损、粘着磨损、冲蚀磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损和微动磨损等类型。 1.1 磨料磨损 由外部进入摩擦面间的硬颗粒或突出物在较软材料的表面上犁刨出很多沟纹,产生材料的迁移而造成的一种磨损现象称为磨料磨损。 影响这种磨损的主要因素:在多数情况下,材料的硬度越高,耐磨性越好;磨损量随磨损磨粒平均尺寸的增加而增大;磨损量随 着磨粒硬度的增大而加大等。 1.2 粘着磨损 在两摩擦表面相对滑动时,材料发生"冷焊"后便从一个表面转移到另一个表面,成为表面凸起物,促使摩擦表面进一步磨损的 现象称为粘着磨损。 影响粘着磨损的主要因素:同类的摩擦副材料比异类材料容易粘着,采用表面处理(如热处理、喷镀、化学处理等)可以减少粘着磨损;脆性材料比塑性材料抗粘着能力高;材料表面粗糙度值 越小,抗粘着能力也越强;控制摩擦表面的温度,采用的润滑剂等可减轻粘着磨损等。
磨料磨损失效分析 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。通常磨损过程是一个渐进的过程,正常情况下磨损直接的结果也并非灾难性的,因此,人们容易忽视对磨损失效重要性的认识。实际上,机械设备的磨损失效造成的经济损失是巨大的[1～10,15]。美国曾有统计,每年因磨损造成的经济损失占其国民生产总值的4%。 2004年底由中国工程院和国家自然科学基金委共同组织的北京摩擦学科与工程前沿研讨会的资料显示,磨损损失了世界一次能源的三分之一,机电设备的70%损坏是由于各种形式的磨损而引起的;我国的GDP只占世界的4%,却消耗了世界的30%以上的钢材;我国每年因摩擦磨损造成的经济损失在1000亿人民币以上,仅磨料磨损每年就要消耗300多万吨金属耐磨材料。可见减摩、抗磨工作具有节能节材、资源充分利用和保障安全的重要作用,越来越受到国内外的重视。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有很大的社会和经济效益。 1 磨损和磨损失效的主要类型 磨损———由于机械作用造成物体表面材料逐渐损耗。 磨损失效———由于材料磨损引起的机械产品丧失应有的功能。
通常,按照磨损机理和磨损系统中材料与磨料、材料与材料之间的作用方式划分,磨损的主要类型可分为磨料磨损、粘着磨损、冲蚀磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损和微动磨损等类型。 1.1 磨料磨损 由外部进入摩擦面间的硬颗粒或突出物在较软材料的表面上犁刨出很多沟纹,产生材料的迁移而造成的一种磨损现象称为磨料磨损。 影响这种磨损的主要因素:在多数情况下,材料的硬度越高, 耐磨性越好;磨损量随磨损磨粒平均尺寸的增加而增大;磨损量 随着磨粒硬度的增大而加大等。 1.2 粘着磨损 在两摩擦表面相对滑动时,材料发生"冷焊"后便从一个表面 转移到另一个表面,成为表面凸起物,促使摩擦表面进一步磨损 的现象称为粘着磨损。 影响粘着磨损的主要因素:同类的摩擦副材料比异类材料容 易粘着,采用表面处理(如热处理、喷镀、化学处理等)可以减少粘着磨损;脆性材料比塑性材料抗粘着能力高;材料表面粗糙度 值越小,抗粘着能力也越强;控制摩擦表面的温度,采用的润滑剂等可减轻粘着磨损等。 1.3 冲蚀磨损 当含有流动微粒(固、液或气体)的流体冲击材料表面造成的一种磨损现象称为冲蚀磨损。
文章编号：1671—7147(2006)05—0566-03 化学镀高磷Ni—P镀层的摩擦磨损性能 王政君，赵永武 (江南大学机械工程学院，江苏无锡214122) 摘要：制备了一种高磷化学镀镍层并研究其表面形貌；讨论了其在不同温度热处理后的摩擦磨损性能，且与45钢进行了对比．结果表明，Ni—P镀层的耐磨性明显优于45钢，且经500℃热处理后硬度最高，耐磨性最好，可作为耐磨性镀层．在此基础上对化学镀Ni—P镀层的摩擦磨损机理进行了初步探讨，认为200℃热处理后主要表现为粘着磨损，500℃热处理后表现为磨料磨损和粘着磨损共存． 关键词：化学镀；高磷镀层；耐磨性中图分类号：TG174．44 文献标识码：A Study on the Frictional and W ear Properties of High_P Electroless Ni-P Coating WANG Zheng—j un。 ZHAO Yong—WU。(School of Mechanical Engineering，Southern Yangtze University，W uxi 214122，China)Abstract：The research on the frictional and wear properties of high—P electroless Ni —P coatings is presented．Firstly，the morphology of Ni—P coated surface are investigated by using scanning microscope．Then， the frictional coefficients and wear rates of Ni—P coated 45 steel which experiences different heat—treatment temperatures are measured and compared with those of 45 steel without surface coating． The results strongly indicate that the wear resistance of Ni—Pcoated 45 steeliS much better than that of 45 steel without surface coating．The results also show that the highest hardness and the best wear resistance of Ni—P coated 45 steel are obtained when it is heat—treated at 500℃．Finally。the present research makes a preliminary exploration of the possible wear mechanisms of Ni—P coated steel samples． It iS found that adhesive wear iS the dominant wear mechanism of Ni—P coating heat—treated at 200℃ while both abrasive wear and adhesive wear coexist for Ni—P coating heat—treated at 500℃．Key words：electroless plating；high—P coating；wear resistance 化学镀Ni—P镀层是应用非常广泛的功能性镀层，它具有优异的性能且均镀能力强，根据含磷量不同性能及应用范围有所不同．高磷非晶态镀层由于具有很高的耐磨性，更优异的耐腐蚀性口。和突出的非磁性能[4]，受到人们的广泛重视．目前对镀层的耐蚀性和非磁性等物理性能研究较多，在提高镀层耐磨性研究上，人们对其工艺配方的改进以及对镀层性能的影响因素等方面进行了广泛的研究[5 ]，但对高磷镀层的摩擦磨损特性及其耐磨机理的研究很少．文中对高磷镀层不同热处理状态下的耐磨性进行了研究，且与调质处理45钢对比分析，并对镀层的磨损机理进行了初步探讨． 1 实验方法 1．1 高磷化学镀镍层的制备 1．1．1 实验材料实验用基材为 70mm×7mm的调质处理45钢，表面磨削并进行机械化学抛光． 1．1．2 工艺流程抛光试样水洗一碱性除油一水洗一电解除油一水洗一弱酸浸蚀一水洗一化学镀镍磷一水洗一烘干． 1．2 镀层性能的测定 镀层厚度用TT260型无损测厚仪测量；硬度用MH一3型显微硬度计测定，载荷50g；用EDS GENESIS2000 XMS60型X 射线能谱仪测定试样镀层微区成分(EDAX)；表面形貌用Quanta一200扫描电子显微镜测试；采用普通箱式炉进行热处理，在各个温度下保温1 h．摩擦磨损实验在自制的球一盘摩擦磨损试验机上进行，采用点接触方式，见图1．对磨材料为GCr15钢球，固定不动，被测试件为表面镀镍磷圆盘，镀层厚度约30／~m，圆盘绕中心旋转，转速120r／min，正向载荷4O N，摩擦状态为干摩擦滑动磨损，摩擦时间15 min．磨损失重用感量万分之一的奥豪斯AdventurerTM光电分析天平测量．
文献综述报告 耐热耐磨炉排材质的组织和性能研究 研究生：陈家坚 指导教师：朱权利 学号：200920102154 学院：机械与汽车工程学院 专业：材料加工工程 华南理工大学研究生院 二〇一〇年十一月
耐热耐磨炉排材质的组织和性能研究 摘要：研究了我国大型城市生活垃圾倾斜逆推式炉排炉中炉排片的工况条件，提出了相应工况下对炉排片材质耐热耐磨的要求。对国内外耐热合金及高温耐磨合金材料的发展现状作了简述，并综合分析了国内外炉排材质的研究和应用状况，提出了我国大型城市生活垃圾焚烧往复炉排材质的现存问题，进而指出其发展趋势。最后，提出了大型城市生活垃圾焚烧炉往复炉排材质的成分设计及其优化思想，为炉排材质的成分设计和组织性能研究提供一定的理论指导。 关键词：炉排，耐热，耐磨，组织，性能 1 前言 当前，城市生活垃圾处理已成为我国各个城市面临的严峻问题。随着国民经济的高速发展以及人民生活水平的提高，生活垃圾日渐增多,如果处理不当将造成生态环境的严重破坏。采用焚烧法来处理固态垃圾是实现其无害化、减量化、资源化的有效手段，在国内外受到了日益广泛的重视[1]。 目前，大型生活垃圾焚烧设备通常有流化床、回转窑、热分解炉和机械炉排焚烧炉等。机械炉排焚烧炉的技术完善可靠，容量大，对垃圾的适应性强，绝大部分固体垃圾不需要任何预处理可直接进炉燃烧，尤其适用于大规模垃圾的集中处理，可进行垃圾焚烧发电（或供热），其应用占全世界垃圾焚烧市场总量的80%以上[2]。针对我国目前垃圾处理的现状以及我国城市生活垃圾高水分、低热值的特点，机械往复炉排焚烧炉技术是最适宜我国城市垃圾焚烧的技术。 由于垃圾焚烧技术较复杂、技术含量高，我国在这方面的技术力量相对来说还比较薄弱，其中大型城市生活垃圾往复炉排炉焚烧厂的建设主要还是依靠引进国外先进的焚烧炉，建设投资相对较高。炉排是往复炉排中堆置垃圾并使之充分燃烧的重要部件，生产高性能的炉排是大规模焚烧炉的关键技术之一。然而，炉排的进口价格昂贵，运行成本很高，如果长期依赖国外进口，势必影响企业的效益，导致垃圾发电的推广应用受到阻碍。因此，在消化吸收国外先进技术的基础上，研制适合我国城市垃圾焚烧往复炉用炉排，使其综合性能和使用寿命达到或超越国外先进产品的水平，同时降低制造成本，提高其商业应用水平，具有重要的意义。 2 机械往复炉排的工况特点及其对材质的要求 机械往复炉排是垃圾焚烧炉中当前最为优越的城市生活垃圾焚烧设备，分为水平式和倾斜式两种，其中倾斜式又可分为逆推式和顺推式。倾斜逆推式往复炉排在机械往复炉排中焚烧效率最高，但其炉排的工况条件也最为恶劣，因而对炉排材质也提出了更高的要求。现以某大型逆推倾斜式垃圾焚烧炉排为例来阐述炉排的工况特点，其示意图见图1。
第三章磨损及磨损机理 物体摩擦表面上的物质，由于表面相对运动而不断损失的现象称磨损。 在一般正常工作状态下，磨损可分三个阶段： a?跑合（磨合）阶段：轻微的磨损，跑合是为正常运行创造条件。 b. 稳定磨损阶段：磨损更轻微，磨损率低而稳定。 c?剧烈磨损阶段：磨损速度急剧增长，零件精度丧失，发生噪音和振动，摩擦温度迅速升高，说明零件即将失效。（如图3.1） 跑合 摩擦行程（时间） 图3.1磨损三个阶段的示意图 机件磨损是无法避免的。但，如何缩短跑合期、延长稳定磨损阶段和推迟剧烈磨损的到来，是研究者致力的方向。 影响磨损的因素很多，例如相互作用表面的相对运动方式（滑动，滚动，往复运动，冲击），载荷与速度的大小，表面材料的种类，组织，机械性能和物理-化学性能等，各种表面 处理工艺，表面几何性质（粗糙度，加工纹理和加工方法），环境条件（温度、湿度、真空度、辐射强度、和介质性质等）和工况条件（连续或间歇工作）等。这些因素的相互影响对于磨损将产生或正或负的效果，从而使磨损过程更为复杂化。 磨损过程涉及到许多不同的学科领域，由于具有跨学科的性质，至今还很难将它的规律 解释清楚。已经有很多学者对磨损进行了大量的研究。 如20世纪20年代，汤林森提出了分子磨损的概念，他认为两个粗糙表面在接触摩擦过程中相互接近，而一个表面上的原子被另一个表面俘获的现象就是磨损。 霍尔姆在上述基础上作了进一步的发展，他指出摩擦材料的压缩屈服极限％（即硬度）对耐磨性的影响很大。 50年代初，奥贝尔（Oberle）从表层材料的机械破坏着眼，联系“切削”过程来解释磨损， 他认为影响磨损的主要因素除硬度H夕卜，还有材料的弹性模量E。处在弹性极限内的，变 形越大，机械破坏越少，并提出用模数（m= E/H x 105）来反映材料的耐磨性，m值高则耐磨 性好。 冯（Fe ng）提出了机械性质相近的两表面上机械嵌锁作用导致界面上既粘连又犁削的观点。 布洛克（Blok）认为软钢表面变得粗糙和发生塑性变形，是由于应力过高而引起的。
北京科技大学 材料科学与工程选论 姓名：张欣悦 学号：B20130195 专业：材料科学与工程 班级：2013级博3班 二零一四年九月
纸基摩擦材料研究综述 1 纸基摩擦材料的发展概况 随着机电液一体化技术的飞速发展，各类新型液力驱动的湿式离合器和制动器得到广泛应用，在这种湿式离合器和制动器中是靠多对摩擦片传递扭矩，其中摩擦片大部分是采用纸基摩擦片，摩擦片既是关键零件又是易损件。图1所示是捷达宝来轿车M01自动变速低速档离合器K1的分解图，其摩擦片全部是纸基摩擦片。纸基摩擦片的外观如图2所示。 图1 捷达宝来轿车M01自动变速器离合器K1部件分解示意图 1. 弹性挡圈 2. 压盘 3. 内片 4. 外片 5. 压板 6. 波形弹簧垫圈 7. 弹性挡圈 8. 活塞盖 9. 弹簧 10. 活塞11. 带涡轮轴的离合器壳12. 圆形密封圈13. 活塞环
纸基摩擦材料是20世纪50年代出现的一种多孔的、高弹性的湿式摩擦材料，主要由纤维、粘结剂、摩擦性能调节剂、填料等组成，通常采用类似造纸的工艺生产，因而被称为“纸基”。纸基摩擦材料是一种在油介质中工作的新型摩擦材料，与其他摩擦材料相比，具有摩擦系数高、动/静摩擦系数接近、传送扭矩能力强、结合柔和、噪音小、不伤对偶等一系列优点，因而被广泛采用。纸基摩擦材料主要用于各类车辆和工程机械、机床、船舶、矿山机械等行业湿式离合器和制动器中，特别是作为汽车自动变速器中湿式离合器的摩擦材料，更具有广阔的应用前景。 图2 纸基摩擦材料摩擦片 国外纸基摩擦材料出现于五十年代末，其经历了从石棉纸基片到无石棉纸基材料，从轻载工况到重载工况，从低能量、低功率吸收到高能量、高功率吸收的发展过程，该种材料已广泛应用于汽车、船舶、工程机械、矿山机械等领域的离合器、制动器中。目前，世界上较大的机械传动制造商，在其湿式制动器和离合
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
四号黑体 船舶柴油机气缸套的磨损及管理对策 （标题：三号黑体，可以分为 1 或 2 行居中打印，题目下空一行打印摘要） [摘要 ] 气缸套是船舶柴油机的重要零件之一，因其内壁工作条件十分恶劣，很容易发 三号黑体 生磨损，其磨损情况将直接影响气缸套与活塞环之间的密封性能，对柴油机的启动、功 率损耗、燃油和润滑油的消耗、使用寿命以及排气的颜色等都有着重大的影响。因此， 正确地认识气缸套磨损的类型及其产生的机理，并采取积极的预防措施和修复工艺，对 于提高船舶柴油机的整机寿命和机械设备的使用效益有十分重要的意义。本文探讨了船舶柴油机气缸套磨损的特征及形成规律，全面而系统地分析了船舶柴油机气缸套磨损的类四型及号其黑产体生的机理，并在此基础上，提出了在使用和保修中减少船舶柴油机气缸套磨损的预防措施及修复工艺。 { 摘要二字后空一格打印内容（用小四号宋体）。}{摘要与关键词之间空一行} [关键词 ] 船舶柴油机；气缸套；磨损；管理对策 { 关键词后空一格打印内容（用小四号宋体）。} 两个关键词之间用“；”分开
Marine Diesel Engine Cylinder Liner Wearing and Management Measures 名词、动名词首字母大写[英文标题三号 Ari ａl 字体（加粗），居中 ,下空一行打印英文摘要 ] [Abstract]The cylinder liner is an important part of Marine diesel engine, as the poor working conditions of inner wall, it is easily to wear and its wear conditions will directly impact the seal performance between the cylinder liner and piston ring,and will have a significant impact on the start , power loss, the consumption of fuel and lubricants, life and exhaust gas colors of diesel engine. Therefore, the correct understanding the types and the producing mechanism of cylinder liner wear, and it has very great significance to take active preventive measures and rehabilitation process for raising the all marine diesel engine life and the use efficiency of mechanical equipment. In this paper, studying the marine diesel engine cylinder liner wear characteristics and the formation of laws, comprehensivly and systematicly analysising the types and the mechanism of the cylinder liner wear of marine diesel engine producing, and on this basis, putting forward the preventive measures and rehabilitation process of reducing the marine diesel engine cylinder wear in the using and repairing. {英文摘要两字采用四号Ari ａ l 字体（加粗） }{[Abstract]后空一格，摘要内容均用小四号Arial 字体。 } [Key words]Marine diesel engine;Cylinder;Wear;Management Measures 关键词首字母大写
《航天用特殊材料加工技术》 课程大作业 题目：影响航天用硬脆材料加工工具磨损因素分析 姓名：陈广俊 学号： 1080830215 授课教师：张飞虎 哈尔滨工业大学航空宇航制造系 2011年11月11日
金刚石工具加工硬脆材料的磨损因素分 摘要：对金刚石工具加工硬脆材料时的磨损及其影响因素的国内外研究成果进行了综述，讨论了金刚石工具的磨损机理和影响金刚石工具磨损的各种因素，提出了需要深入研究的热点问题。 1.引言 随着科学技术的进步和现代工业的发展，硬脆材料(如激光和红外光学晶体、陶瓷、石英玻璃、硅晶体和石材等)的应用日益广泛。由于硬脆材料硬度高、脆性大，其物理机械性能尤其是韧性和强度与金属材料相比有很大差异，因此这些材料很难甚至不能采用普通的加工方法进行加工。金刚石是自然界已知的硬度最高的物质，其优异的性能使其在硬脆材料加工领域具有广阔的前景。目前，采用金刚石工具对硬脆材料进行切割和磨削仍是有效的加工方法，如用金刚石切割工具切割石材、用金刚石砂轮磨削陶瓷等。 加工硬脆材料的金刚石工具主要有各种金刚石锯和金刚石砂轮等，尽管各种工具的应用范围和加工特点不同，但其磨损机理都大致相同。因为金刚石工具的磨损对工件的加工质量和加工过程的影响很大，工具的磨损性能是反映工具性能、工艺参数是否合理的一个重要指标，所以对金刚石工具磨损机理的研究对指导金刚石工具的合理制造和工艺参数的合理选择具有重要意义。长期以来，国内外许多学者致力于金刚石工具磨损机理的研究，并已取得了可喜的成果。 2.金刚石工具磨损机理的研究 用金刚石工具加工硬脆材料时，由于剧烈摩擦、高温等的作用，工具不可避免地会产生磨损，而磨损是一个非常复杂的过程。 (1)磨损的三个阶段 金刚石工具的磨损由三个阶段组成：初始的快速磨损阶段(也称过渡阶段)、磨损率约为常数的稳定磨损阶段以及随后的加速磨损阶段。加速磨损阶段表明工具不能继续工作，需要重新修整。 (2)磨粒磨损形式 磨粒磨损形式可分为：整体磨粒、微破碎磨粒、宏观破碎磨粒、磨粒脱落及磨粒磨平。这几种磨损形式所占的比例决定于不同的磨损阶段、所用工具和被加工材料等。TWLiao等定量研究了微进给磨削结构陶瓷时金刚石砂轮的磨损并指出：在过渡阶段和稳定磨损阶段，砂轮的磨损不同。过渡阶段的磨损不仅决定于砂轮的规格、材料特性和磨削条件，更重要的决定于砂轮的制备方法。在过渡阶段，因砂轮刚修整过，磨粒伸出最大，许多磨粒不参加切削，所以整体磨粒的比例比稳定阶段高；同时，修整使许多磨粒伸出过大，把持力不够，磨粒脱落的比例比稳定阶段高；此外，修整会削弱一些磨粒，使微破碎磨粒的比例比稳定阶段高。稳定阶段的磨粒磨损主要是摩擦磨损，较低的微破碎磨粒比例和相对高的摩擦磨损比例说明砂轮没出现自锋利现象，这对加工是不利的。哈工大的仇中军等通过用金刚石砂轮磨削
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 materials.And the measures of how to reduce wear failure was pointed out.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 1.1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。 1.2 磨粒磨损
材料的磨料磨损-课程作业 一、摩擦和磨损的定义 1 摩擦：阻止两物体接触表面发生切向相互滑动或滚动的现象。也就是说，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的现象。这就产生了摩擦。 2 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的现象。也就是因摩擦而造成的物体的损耗。 3 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。 二、查资料讨论并举例说明生物材料的摩擦磨损特性 生物材料通常有两个定义：狭义的生物材料是指天然生物材料，也就是由生物过程形成的材料。广义的生物材料是指用于替代、修复组织器官的天然或人造材料。 生物具有适应环境的生物系统和生存本领。他们精巧的结构和形态及一些难解的能力吸引了众多工程结构设计者和科学家的兴趣。如：贝壳和螺壳。它们长期生活在水中。受到水沙浆的自由式磨料磨损。它们的硬壳有的呈现规则的纵向棱纹凸起；有的凸起呈现扇形分布；在每个纵向棱纹凸起处，有若干个横向的规则的波形变化，整体上呈现规则的纵横变化的几何表面形态。可能是一种表面耐磨形态。另外还有土壤中的动物，如蜣螂，它的外观形态类似于水磨石地面结构，体表有一定的弹性，在外力的作用下，体表可以发生弹性变形。突起部位承受着土壤的挤压和摩擦；凹陷部位易集留空气，可以减轻大气负压，从而降低土壤的摩擦。 三、对比论述滑动磨料磨损机理和变形磨料磨损机理 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，当然包括磨损系统中各参变量变化对磨损持性的影晌规律。在进行机理研究时，通常是把复杂的自然现象或系统分解成几个主要过程，分别研究它们的规律及现象的本质，综合主要影响因素的规律，提出物理模型，并用数学式给以定量的表达。 能够最直接地反映磨料颗粒与材料表面相互作用过程特性的有三个方面： 1 磨损表面形貌特征 2 磨屑材料组织结构的变化 3 亚表层中材料组织结构的变化 采用扫描电镜观察。 滑动磨损： 1磨损过程：磨损表面以形成磨沟，沟槽为主要特证；2硬度对耐磨性有好处；3磨屑为卷曲状和碎片状。有两个原因：其一是材料的切削抗力。韧性材料可能被撕裂也可能很容易剪断。另一个是变形热造成的。磨损热可以达到使磨屑融化的温度。形成融化状磨屑。 2 磨屑组织结构变化 磨屑发生塑性变形，产生变形热。和摩擦产生是热量总成为磨损热。滑动速度不同，其金相组织会发生不同的变化。不同原始组织样品在磨损过程中所形成磨屑内部组织转变是不同的，磨损表面的组织转变也不同。 3亚表层组织的变化 可能的变化有：变形硬化，回复再结晶；回火软化或退火；相变；产生绝热剪切层或非晶态层。 1产生冷作硬化层，即应变硬化层。这里面变形热也产生影响。采用常规冷作硬化
磨粒磨损 基本介绍 由外界硬质颗粒或硬表面的微峰在摩擦副对偶表面相对运动过程中引起表面擦 伤与表面材料脱落的现象，称为磨粒磨损。其特征是在摩擦副对偶表面沿滑动方向形成划痕。 磨损分类 磨料磨损有多种分类方法，例如，以力的作用特点来分，可分为： (1)低应力划伤式的磨料磨损，它的特点是磨料作用于零件表面的应力不超过磨料的压溃强度，材料表面被轻微划伤。生产中的犁铧，及煤矿机械中的刮板输送机溜槽磨损情况就是属于这种类型。 (2)高应力辗碎式的磨料磨损，其特点是磨料与零件表面接触处的最大压应力大于磨料的压溃强度。生产中球磨机衬板与磨球，破碎式滚筒的磨损便是属于这种类型。 (3)凿削式磨料磨损，其特点是磨料对材料表面有大的冲击力，从材料表面凿下较大颗料的磨屑，如挖掘机斗齿及颚式破碎机的齿板。也有以磨损接触物体的表面分类，分为两体磨料磨损和三体磨料磨损。两体磨损的情况是，磨料与一个零件表面接触，磨料为一物体，零件表面为另一物体，如犁铧。而三体磨损，其磨损料介于两个滑动零件表面，或者介于两个滚动物体表面，前者如活塞与汽缸间落人磨料，后者如齿轮间落人磨料。这两种分类法最常用。 试验规律 虽然零件或材料的耐磨性能不是材料的固有特性，它与许多因素有关，但是材料本身的硬度和磨粒的硬度是影响磨料磨损的两个最主要的因素，现已总结出它们的影响规律。 (1)如果材料预先已经过加工硬化，则对增加耐磨性就不再起作用。这说明磨损试验本身，已使材料表面达到了最大的加工硬化状态。 (2)材料的耐磨性显然与磨粒的硬度、几何形状、物理性能有关。 除了提高材料本身硬度可增加抗磨料磨损性能外，还可进行感应加热淬火、渗碳、氮化、表面喷镀与堆焊来提高耐磨性。 磨损机理 (1)微观切削磨损机理 (2)多次塑变导致断裂的磨损机理 (3)微观断裂磨损机理 影响磨粒磨损的因素 (1)磨料的硬度、大小及形状，磨粒的韧性、压碎强度等。 (2)外界载荷大小、滑动距离及滑动速度。