第11屆全國表面工程大會

2.1金屬磨損基本概念

2.2粘著磨損

2.3磨料磨損

3.4沖蝕磨損

2.5微動磨損

2.6疲勞磨損

2.7腐蝕磨損第2章金屬磨損基本理論

2.1金屬磨損基本概念一、磨損的定義和分類二、磨損評定參數第2章金屬磨損基本理論2024/3/5表面技術與摩擦學實驗室4磨損的定義：

英國機械工程學會___“由于機械作用而造成物體表面材料的逐漸損耗”

（未包括電和化學所產生的作用）。

克拉蓋爾斯基【蘇】___“由于摩擦結合力反復擾動而造成材料的損壞”（過分強調了疲勞的作用）。

建議___“由于機械作用，間或伴有化學或(和)電的作用，材料表面在相對運動中不斷損耗的現象”。一、磨損的定義和分類§2.1金屬磨損基本概念2024/3/5表面技術與摩擦學實驗室5一、磨損的定義和分類磨損的分類：

按表面接觸性質按環境與介質按機理§2.1金屬磨損基本概念粘著磨損磨料磨損腐蝕磨損接觸疲勞磨損沖蝕磨損微動磨損沖擊磨損此處按照機理分類2024/3/5表面技術與摩擦學實驗室6磨損的多學科性一、磨損的定義和分類§2.1金屬磨損基本概念表面技術表面物理機械學冶金學摩擦化學固體力學材料科學潤滑力學2024/3/5表面技術與摩擦學實驗室7不同摩擦副條件下摩擦力的大小一、磨損的定義和分類§2.1金屬磨損基本概念2024/3/5表面技術與摩擦學實驗室8低硬度時：輕微磨損嚴重磨損輕微磨損磨損率與載荷的關系高硬度時：輕微磨損一、磨損的定義和分類§2.1金屬磨損基本概念載荷加大磨損加劇2024/3/5表面技術與摩擦學實驗室9二、磨損評定參數1、磨損量2、相對磨損量3、磨損系數4、耐磨性§2.1金屬磨損基本概念2024/3/5表面技術與摩擦學實驗室10二、磨損評定參數1、磨損量長度磨損量：WL體積磨損量：Wv重量磨損量：Wg§2.1金屬磨損基本概念2024/3/5表面技術與摩擦學實驗室11二、磨損評定參數2、相對磨損量磨損速度：磨損率：§2.1金屬磨損基本概念2024/3/5表面技術與摩擦學實驗室12二、磨損評定參數3、磨損系數§2.1金屬磨損基本概念2024/3/5表面技術與摩擦學實驗室13二、磨損評定參數4、耐磨性（相對耐磨性；絕對耐磨性）相對耐磨性ε：兩種材料A與B在相同外部條件下磨損量的比值，其中A為標準或參考試樣。體積磨損量之比§2.1金屬磨損基本概念2024/3/5表面技術與摩擦學實驗室14二、磨損評定參數4、耐磨性（相對耐磨性；絕對耐磨性）絕對耐磨性：ε

-1：§2.1金屬磨損基本概念

2.1金屬磨損基本概念

2.2粘著磨損

2.3磨料磨損

3.4沖蝕磨損

2.5微動磨損

2.6疲勞磨損

2.7腐蝕磨損第2章金屬磨損基本理論

2.2粘著磨損定義規律分類影響因素第2章金屬磨損基本理論2024/3/5表面技術與摩擦學實驗室17§2.2粘著磨損AdhesiveWear

當正應力加大，使金屬表面相距在1nm之內時，表面之間將出現強烈的短程交互作用力；當沒有表面膜存在且相互滑動時，粘合點將被剪掉，金屬會從一個表面轉移到另一個表面，產生粘著磨損。§2.2粘著磨損2024/3/5表面技術與摩擦學實驗室18粘著磨損具有如下規律：任何金屬表面均有可能出現粘著，力的大小與材料及外界有關；六方金屬（hcp）比體心（bcc）和面心（bcc）有低的粘著特性；高原子密度(低表面能)晶面做表面時粘著力低，粘著磨損率低；粘合點的斷裂總是發生在內聚力較弱的材料內部；互熔度很高的純金屬（Cu-Ni）間有高的粘著與焊合能力；表面偏聚可大大降低粘著磨損；表面氧化物的存在可以阻礙表面間的粘著；一般多項金屬比單項金屬的粘著傾向小?！?.2粘著磨損2024/3/5表面技術與摩擦學實驗室19粘著磨損的分類：涂抹擦傷粘焊咬卡§2.2粘著磨損2024/3/5表面技術與摩擦學實驗室20涂抹→擦傷→膠合（粘焊）→咬卡（咬死）

粘著磨損的四種形式§2.2粘著磨損粘著磨損的分類：2024/3/5表面技術與摩擦學實驗室21摩擦副對粘著磨損失重的影響：銷/套失重（×10-6）V1=48mm/sV2=879mm/sCu/Fe9.80.029Fe/Cu1.50.94Cu/Cu442.4Fe/Fe5144§2.2粘著磨損2024/3/5表面技術與摩擦學實驗室22材料特性對粘著磨損的影響§2.2粘著磨損表2-5材料特性對粘著磨損的影響摩擦副銷的磨損率套的磨損率摩擦因素mm3/(kg.mm)Cu/Ni1.32×10-52.36×10-61.7Al/Cu8.59×10-64.89×10-71.2Ag/Fe5.20×10-85.79×10-80.92024/3/5表面技術與摩擦學實驗室23晶粒尺寸對磨損的影響隨著晶粒尺寸的增大

磨損失重增加§2.2粘著磨損隨著晶粒尺寸的減小

磨損失重降低2024/3/5表面技術與摩擦學實驗室24碳化物數量與種類對磨損性的影響：隨著碳化物含量的增加

耐磨性提高§2.2粘著磨損

2.1金屬磨損基本概念

2.2粘著磨損

2.3磨料磨損

3.4沖蝕磨損

2.5微動磨損

2.6疲勞磨損

2.7腐蝕磨損第2章金屬磨損基本理論2024/3/5表面技術與摩擦學實驗室26§2.3磨料磨損AbrasionWear一、定義

由于硬顆?；蛴餐黄鹞锸共牧袭a生遷移而造成的一種磨損。約占磨損總量的50%以上。§2.3磨料磨損2024/3/5表面技術與摩擦學實驗室27二、磨料磨損的分類低應力磨料磨損沖蝕磨損高應力磨料磨損氣蝕－沖蝕磨損鑿削型磨料磨損腐蝕磨料磨損沖擊磨料磨損§2.3磨料磨損2024/3/5表面技術與摩擦學實驗室28低應力磨料磨損：§2.3磨料磨損松散物料在表面自由滑動，磨料不破碎2024/3/5表面技術與摩擦學實驗室29低應力磨料磨損：§2.3磨料磨損松散物料自由在表面滑動，磨料不破碎2024/3/5表面技術與摩擦學實驗室30高應力磨料磨損：§2.3磨料磨損磨料在工件表面之間相互摩擦和擠壓，磨料不斷破碎，局部應力很高。2024/3/5表面技術與摩擦學實驗室31鑿削型磨料磨損：§2.3磨料磨損表面被撕裂，應力很大，在輸送或破碎大塊材料時發生。2024/3/5表面技術與摩擦學實驗室32沖擊磨料磨損：§2.3磨料磨損磨料垂直或以一定的角度下落，局部應力極高。2024/3/5表面技術與摩擦學實驗室33沖蝕磨損【固液共存】：§2.3磨料磨損表面在含有固體顆粒的液體中作相對運動造成的損耗。2024/3/5表面技術與摩擦學實驗室34氣蝕－沖蝕磨損【固液共存】：

氣泡破裂時產生的磨損§2.3磨料磨損固體與液體作相對運動，在氣泡破裂區產生高壓或高溫而引起的磨損，伴有液體與磨料的沖蝕作用。2024/3/5表面技術與摩擦學實驗室35根據不同系統特性磨料磨損的分類§2.3磨料磨損2024/3/5表面技術與摩擦學實驗室36磨損類型及提高耐磨性

對材料表面的性能要求§2.3磨料磨損2024/3/5表面技術與摩擦學實驗室37磨料磨損過程的影響因素：§2.3磨料磨損2024/3/5表面技術與摩擦學實驗室38材料磨粒磨損過程示意圖：§2.3磨料磨損2024/3/5表面技術與摩擦學實驗室39磨料硬度的影響:教材表面

工程學§2.3磨料磨損不同比值耐磨性不同2024/3/5表面技術與摩擦學實驗室40磨料尺寸對磨損率的影響不同材料的磨損率不同

〔青銅、鐵、鋼的耐磨性好〕

磨粒直徑增大磨損率增大§2.3磨料磨損2024/3/5表面技術與摩擦學實驗室41不同磨料尺寸

對磨損機制轉換的影響§2.3磨料磨損2024/3/5表面技術與摩擦學實驗室42磨料顆粒形狀對磨損率的影響：§2.3磨料磨損表2-8磨料顆粒形狀對不同材料磨損率的影響磨料形狀類型相對磨損率（橡膠輪磨損試驗結果）1018碳素

退火鋼1045碳素

正火鋼3.5%C，3.5%Ni，

2.5%Cr，Ni硬鑄鐵3%C，26%Cr

白口鑄鐵尖角形3.43.60.850.30多角形-1.60.250.14圓形1.00.960.260.222024/3/5表面技術與摩擦學實驗室43不同材料耐磨性

與力學性能之間的關系§2