材料磨损与耐磨材料

固体表面几何形状误差
1—形状误差；2—波纹；3—粗糙度
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§2.1 固体表面的几何形貌
(2)表面波纹度：零件表面周期性重复出现的 一种几何形状误差。波纹度有两个重要参数， 即波高和波距。波高Hb表示波峰和波谷间的高 度差，波距Lb表示相邻两波形对应点的间距， 如图所示。波纹度的变化会影响零件的实际支 承表面的面积，从而影响磨损。
Rz i1
i 1
5 10 10
§2.2 固体表面表征方法
§2.2.3 轮廓均方根偏差Rq
它是指在取样长度l内轮廓偏距的均方根值。
其数学表达式为：
Rz
1 1 y2(x)dx l0
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§2.2 固体表面表征方法
NOTE ! 上述三种参数仅反映表面高度方向的 粗糙度，但不能反映表面峰、谷轮廓的斜度和 其出现频率的情况。为了克服这一点，可采用 表面轮廓在水平方向的参数和二维参数来补充 评定表面的形貌：
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§2.2 固体表面表征方法
激光共焦扫描显微镜
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Chapter 2: 固体表面结构与接触 特性
§2.1 固体表面的几何形貌
§2.2 固体表面的表征方法
§2.3 物体接触与实际接触面积
§2.4 固体表面结构
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§2.3 物体接触与实际接触面 积
§2.3.1 物体摩擦表面接触特点 对于所有固体的真实表面都是凹凸不平的，当两
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§2.1 固体表面的几何形貌
不仅是金属，凡是固体其表面形貌都很复 杂。这是因为任何机器零件的表面都要留 下其加工制造工艺过程所产生的痕迹。如 铸件表面，金属在铸型中凝固时留下的粗 糙的表面；锻压件表面留下金属成型过程 中压力加工的表面；机械加工零件表面留 下的机加工刀痕，切屑分离时的塑性变形 等。
其中：P为轮廓最高峰点至截线间的距离。
P0为最高峰点至最深整理谷课件的距离
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课内题： 请画出轮廓支承面曲线，并说明摩擦表面特征
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§2.2 固体表面表征方法
NOTE：上述表征固体表面形貌的参数只能反映 被测表面某一截面上的形貌。为了反映固体表 面上某一区域的全部形貌，近年来开始研究表 面的三维形貌，即在x、y表面上描绘出形貌轮 廓后，再使被侧表面相对于轮廓仪测头在z轴 方向移动一个微小的距离，然后再测出一条表 面轮廓线，这样就可以得到由一组间隔很密的 轮廓线组成的三维形貌图，如下图所示：
1 n
n i 1
pmi
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§2.2 固体表面表征方法
(2)轮廓单峰平均间距S，它是指在取样长度l内 轮廓的单峰间距Pi的平均值，见下图所示。反 映表面单峰出现的频率。
S
1 n
n i 1
pi
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轮廓支承面曲线 它表示表面轮廓上各微凸体沿高度分布的情
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§2.1 固体表面的几何形貌
所有这些都造成零件的实际表面与理想的绝 对光滑的、平整的表面存在有一定的几何形 状的误差，如下图所示。这种形状误差可分 为三类：
固体表面几何形状误差
1—形状误差；2—波纹；3—粗糙度
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§2.1 固体表面的几何形貌
(1)宏观几何形状误差：即表面形状误差。对 于平面，用不直度和不平度表示，对于圆柱 面，用不圆度，椭圆度、不圆柱度等表示， 如图所示，△表示形状误差。
其数学表达式为：
或R a
1 Rl a
1
0
y1(xn)
n i91
dyxi
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§2.2 固体表面表征方法
§2.2.2 微观不平度十点平均高度Rz
它是指在取样长度l内5个最大的轮廓峰高(绝对 值）的平均值和5个最大轮廓谷深（绝对值）的平 均值之和，如下图所示：
其数学表达式：
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ypi yvi
固体表面几何形状误差
1—形状误差；2—波纹；3—粗糙度
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§2.1 固体表面的几何形貌
(3)表面粗糙度：是指比表面波纹度更
微观尺度上的几何形状误差。通常是指
毫米尺度以下范围内表面凹凸不平的情
况，而波纹度的波距较长，一般在1-10
毫米范围。表面粗糙度的评定指标一般
采用轮廓算术平均偏差Ra、微观不平度 十点平均高度Rz及轮廓均方根偏差Rq.
1.轮廓微观不平度的平均间距Sm；
2.轮廓单峰平均间距S
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§2.2 固体表面表征方法
(1)轮廓微观不平度的平均间距Sm，它是指在 取样长度l内轮廓在中线m-m上间距pmi的算术 平均值，如图所示。 pmi为含有一个轮廓蜂和 相邻轮廓谷的一段中线长度。反映表面峰、谷
轮廓的斜度。
Sm
截后得到的各段截线长度之和与取样长度l之比。
即：
tp
abcd··· l
其中：P为轮廓最高峰点至截线间的距离。
P0为最高峰点至最深整理谷课件的距离
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§2.2 固体表面表征方法
轮廓支承面曲线表示表面轮廓上各微凸体沿 高度分布的情况，反映出摩擦表面磨损到某 一定程度时，支承面积大小。该参数对研究 摩擦表面的接触状态和表面耐磨性有重要作 用。
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Chapter 2: 固体表面结构与接触 特性
§2.1 固体表面的几何形貌 §2.2 固体表面的表征方法 §2.3 物体接触与实际接触面积 §2.4 固体表面结构
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§2.2 固体表面的表征方
法·
§2.2.1 轮廓算术平均偏差Ra
如下图所示是在取样长度l内，被测轮廓上 各点轮廓中心线m-m的距离(y1，y2，…，yn)绝 对值总和的算术平均值。
第一篇 材料磨损基础
Chapter 1: 材料的磨损 Chapter 2: 固体表面结构与接触特性 Chapter 3: 材料的磨损机理
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Chapter 2: 固体表面结构与 接触特性
§2.1 固体表面的几何形貌 §2.2 固体表面的表征方法 §2.3 物体接触与实际接触面积 §2.4 固体表面结构
况，也可以反映出摩擦表面磨损到某一定程度时， 支承面积大小。表面上微凸体的高度分布—支承 面曲线如图所示：
其中：P为轮廓最高峰点至截线间的距离。
P0为最高峰点至最深整理谷课件的距离
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§2.2 固体表面表征方法
轮廓支撑面曲线可用作图法求得，它是在取样
长度l内，作任一平行于中线m-m的线与轮廓相