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第七章金属磨损和接触疲劳第一节磨损概念第二节磨损模型第三节磨损试验方法第四节金属接触疲劳第一节磨损概念一.定义机件表面接触并作相对运动时，表面逐渐有微小颗粒分离出来形成磨屑，使表面材料逐渐流失、造成表面损伤的现象称为磨损。力学作用+物理作用+化学作用二.分类按磨损机理分为：粘着磨损、磨粒磨损、冲蚀磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损和微动磨损。三.磨损过程三个阶段：（1）跑合阶段（2）稳定磨损阶段（3）剧烈磨损阶段四.耐磨性耐磨性是材料抵抗磨损的性能，通常用磨损量来表示材料的耐磨性。磨损量越小，耐磨性越高。磨损量的表示：线磨损－用试样摩擦表面法线方向的尺寸减小表示；体积或质量磨损－用试样体积或质量损失表示；比磨损量－单位摩擦距离、单位压力下的磨损量。相对耐磨性被测试样的磨损量标准试样的磨损量第二节磨损模型一、粘着磨损在滑动摩擦条件下，当摩擦副相对滑动速度较小时发生的。二、磨粒磨损当摩擦副一方表面存在坚硬的细微突起，或者在接触面之间存在硬质粒子时所产生的一种磨损。一.粘着磨损粘着磨损过程：粘着→剪断→转移→再粘着判断粘着摩擦的重要特征：摩擦副一方金属表面常粘附一层很薄的转移膜，并伴有化学成分变化。粘着磨损的影响因素？改善粘着磨损耐磨性的措施1.注意摩擦副配对材料的选择——基本原则2.采用表面化学热处理改变材料表面状态3.控制摩擦滑动速度和接触应力二.磨粒磨损两体磨粒磨损三体磨粒磨损根据磨粒所受应力大小不同，分为：凿削式磨粒磨损、高应力碾碎性磨粒磨损和低应力擦伤性磨粒磨损。分类特征举例凿削式磨粒磨损从材料表面上凿削下大颗粒金属，摩擦面有较深沟槽挖掘机斗齿破碎机腭板表面高应力碾碎性磨粒磨损磨粒与摩擦面接触处最大压应力超过磨粒的破坏强度，金属被拉伤，韧性金属产生塑性变形或疲劳，脆性金属形成碎裂或剥落球磨机衬板与钢球、轧碎机滚筒等机件表面低应力擦伤性磨粒磨损应力不超过磨粒破坏强度，摩擦表面仅产生轻微擦伤犁铧、运输槽板表面磨粒磨损的形貌特征摩擦面上有明显犁皱形成的沟槽磨粒磨损的影响因素一.材料硬度机件抵抗磨粒磨损的能力与材料硬度成正比。a.纯金属与未经热处理的钢，磨粒磨损耐磨性与它们的自然硬度成正比，直线通过原点。b.经过热处理的钢，其耐磨性也与硬度呈线性关系，斜率比纯金属小。二.断裂韧度Ⅰ区磨损受断裂过程控制，耐磨性随断裂韧度提高而增加；Ⅱ区当硬度与断裂韧度配合最佳时，耐磨性最高；Ⅲ区磨损受塑性变形控制，耐磨性随硬度降低而下降。三.显微组织耐磨性：马氏体最好，铁素体最差下贝氏体回火马氏体（相同硬度）球墨铸铁基体为马氏体与回火马氏体，耐磨性最好。四.晶粒尺寸细化晶粒可提高耐磨性五.碳化物软基体碳化物数量↑，弥散度↑则耐磨性↑硬基体中碳化物损害材料耐磨性。六.加工硬化低应力擦伤性磨粒磨损时，对耐磨性无影响；高应力碾碎性磨粒磨损时，提高耐磨性。改善粘着磨损耐磨性的措施第三节磨损试验方法销盘型试验机环块型磨损试验机往复运动型试验机滚子型磨损试验机磨损试验结果分散性大第四节金属接触疲劳一.接触疲劳现象二.接触疲劳破坏机理三.影响接触疲劳寿命的因素一.接触疲劳现象1.定义机件两接触面做滚动或滚动加滑动摩擦时，在交变接触应力长期作用下，材料表面因疲劳损伤，导致局部区域产生小片或小块状金属剥落而使材料流失的现象，又称表面疲劳磨损或疲劳磨损。2.分类根据剥落裂纹起始位置及形态不同，接触疲劳破坏分为麻点剥落、浅层剥落和深层剥落。3.宏观形态特征在接触表面上出现许多小针状或痘状凹坑，有时凹坑很深，呈贝壳状，有疲劳裂纹扩展线痕迹。二.接触疲劳破坏机理一.麻点剥落切应力反复作用损伤累积形成裂纹扩展产生二次裂纹二次裂纹扩展凹坑二.浅层剥落在0.5b附近形成塑性变形区形成裂纹裂纹扩展剥落三.深层剥落在过渡区产生裂纹平行于表面扩展垂直于表面扩展深剥落坑三.影响接触疲劳寿命的因素一、内部因素（1）非金属夹杂物（2）热处理组织状态（3）表面硬度与心部硬度（4）表面硬化层深度（5）残余内应力二、外部因素（1）表面粗糙度与接触精度（2）硬度匹配如何提高轴承钢以及渗碳齿轮的接触疲劳寿命？作业一、P160思考题与习题1.（1）（7）二、提高材料耐磨性的措施有哪些？