第11题:
问答题
磨损形式主要有哪几种?简述每一种磨损产生的机理。
正确答案:
磨损形式主要有:粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损和微动磨损。
粘着磨损产生的机理:
两个金属零件表面的接触,实际上是微凸体之间的接触,实际接触面积很小,仅为理论接触面积的1/100~1/1000。所以在载荷不大时,单位面积的接触应力也很大。如果当这一接触应力大到足以使微凸体发生塑性变形,并且接触处很干净,那么两个零件的金属面将直接接触而产生粘着。而当摩擦表面发生相对滑动时,粘着点在切应力作用下变形以至断裂,造成接触表面的损伤破坏。如果粘着点的粘着力足够大,超过摩擦接触点两材料之一的强度,则材料会从该表面上被扯下,使材料从一个表面转移到另一个表面,通常这种材料的转移是由较软的表面迁移到较硬的表面上。在载荷相和对运动作用下,两接触表面重复产生粘着—剪断—再粘着的循环过程,使摩擦表面温度显著升高,油膜破坏,严重时表层金属局部软化或熔化,接触点产生进一步粘着。因此,在金属的摩擦中,粘着磨损是剧烈的,常常会导致摩擦副灾难性破坏。
磨料磨损产生的机理:有4种假说:
1)微量切削说:即磨料磨损主要是由于磨料颗粒沿摩擦表面进行微量切削而引起的,微量切削大多数呈螺旋状或环状,与金属切削加工的切削形状类似。
2)疲劳破坏说:即磨料磨损主要是磨料使金属表面层受到交变应力和变形,使材料表面疲劳破坏,并呈颗粒状态从表层脱落下来。
3)压痕破坏说:即塑性较大的材料,因磨料在载荷的作用下压入材料表面而产生压痕,并从表层上挤出剥落物。
4)断裂说:即磨料压入和擦划金属表面时,压痕处的金属要产生变形,磨料压入深度达到临界值时,伴随压入而产生的拉伸应力足以产生裂纹。在擦划过程中产生的裂纹有两种主要类型:一种是垂直于表面的中间裂纹,另一种是从压痕底部向表面扩展的横向裂纹。当横向裂纹相交或扩展到表面时,便发生材料呈微粒状脱落,形成磨屑的现象。
疲劳磨损产生的机理:有两种假说。
1)滚动接触疲劳磨损说:在滚动接触过程中,材料表层受到周期性载荷作用,引起塑性变形、表面硬化,最后在表面出现初始裂纹,并沿与滚动方向呈小于450的倾角方向由表向里扩展。表面上的润滑油由于毛细管的吸附作用而进入裂纹内表面,当滚动体接触到裂口处时将把裂口封住,使裂纹两侧内壁承受很大的挤压作用,加速裂纹向内扩展。在载荷的继续作用下,形成麻点状剥落,在表面上留下痘斑状凹坑,深度在0.2㎜以下。
2)滚滑接触疲劳磨损说:根据弹性力学,两滚动接触物体在距离表面下0.786b(b为平面接触区的半宽度)切应力最大。该处塑性变形最剧烈,在周期性载荷作用下的反复变形使材料局部弱化,并在该处首先出现裂纹,在滑动摩擦力引起的切应力和法向载荷引起的切应力叠加作用下,使最大切应力从0.786b处向表面移动,形成滚滑疲劳磨损,剥落层深度一般为0.2~0.4㎜。
腐蚀磨损产生的机理:分为氧化磨损和特殊介质下的腐蚀磨损。
氧化磨损产生的机理:除金、铂等少数金属外,大多数金属表面都被氧化膜覆盖着。若在摩擦过程中,氧化膜被磨掉,摩擦表面与氧化介质反映速度很快,立即又形成新的氧化膜,然后又被磨掉。
特殊介质下的腐蚀磨损产生的机理:它是摩擦副金属材料与酸、碱、盐等介质作用生成的各种化合物,在摩擦过程中不断被除去的磨损过程,其机理与氧化磨损产生的机理相似,但磨损速率较高。
微动磨损产生的机理:由于微动磨损集中在局部范围内,同时两摩擦表面永远不脱离接触,磨损产物不易往外排除,磨屑在摩擦面起着磨料的作用。又因摩擦表面之间的压力使表面凸起部分粘着,粘着处被外界小振幅引起的摆动所剪切,剪切处表面又被氧化,故兼有粘着磨损和氧化磨损的作用。因此,微动磨损是一种兼有磨料磨损、粘着磨损和氧化磨损的复合磨损形式。
解析:
暂无解析