7-材料磨损与耐磨材料(第3章粘着磨损)4详解
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第三章磨损及磨损理论ppt课件
➢ 粘着强度大于摩擦副中较软金属的剪切强度，小于较 硬金属的剪切强度；
➢ 剪切破坏发生在离粘着结合面不远的较软金属浅层内， 软金属涂抹(粘附)在硬金属表面上；
➢ 摩擦系数与轻微磨损差不多，但磨损程度加剧。
c.擦伤
➢ 粘着强度比摩擦副的两基体金属的剪切强度都高； ➢ 剪切主要发生在软金属的亚表层内，有时也发生在硬
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
Ⅲ 剧烈磨损阶段：当材料磨损量达到一定数值时， 摩擦条件发生较大的变化，磨损速度急剧增加。 这时机械效率下降，精度降低，出现异常的噪音 及振动，最后导致零件完全失效。 ** 从磨损过程的变化来看，为了提高机器零件的 使用寿命，应尽量延长“稳定磨损阶段”。
单位滑动距离的磨损量，横坐标 代表平均接触压力。
压力值小于H/3（σs ），磨损率小而且保持不变(即K保
持常数-磨损量与压力成正比)；
压力值为H/3，各个微凸体上的塑性变形区开始发生相
互影响；
压力值超过H/3，磨损量急剧增大(K值急剧增大)，高
的载荷作用下，整个表面变成塑性流动区，发生大面 积的粘着焊连，出现剧烈的粘着磨损。
a.轻微磨损
➢ 粘着强度比摩擦副两金属基体剪切强度低； ➢ 剪切发生在粘着结合面上，表面转移的材料较轻
微；
➢ 摩擦系数增大，但磨损量很小； ➢ 金属表面具有氧化膜、硫化膜或其他涂层时发生
轻微粘着摩损。
b.涂抹 “雪亮工程"是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程”。
➢ 剪切破坏发生在离粘着结合面不远的较软金属浅层内， 软金属涂抹(粘附)在硬金属表面上；
➢ 摩擦系数与轻微磨损差不多，但磨损程度加剧。
c.擦伤
➢ 粘着强度比摩擦副的两基体金属的剪切强度都高； ➢ 剪切主要发生在软金属的亚表层内，有时也发生在硬
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Ⅲ 剧烈磨损阶段：当材料磨损量达到一定数值时， 摩擦条件发生较大的变化，磨损速度急剧增加。 这时机械效率下降，精度降低，出现异常的噪音 及振动，最后导致零件完全失效。 ** 从磨损过程的变化来看，为了提高机器零件的 使用寿命，应尽量延长“稳定磨损阶段”。
单位滑动距离的磨损量，横坐标 代表平均接触压力。
压力值小于H/3（σs ），磨损率小而且保持不变(即K保
持常数-磨损量与压力成正比)；
压力值为H/3，各个微凸体上的塑性变形区开始发生相
互影响；
压力值超过H/3，磨损量急剧增大(K值急剧增大)，高
的载荷作用下，整个表面变成塑性流动区，发生大面 积的粘着焊连，出现剧烈的粘着磨损。
a.轻微磨损
➢ 粘着强度比摩擦副两金属基体剪切强度低； ➢ 剪切发生在粘着结合面上，表面转移的材料较轻
微；
➢ 摩擦系数增大，但磨损量很小； ➢ 金属表面具有氧化膜、硫化膜或其他涂层时发生
轻微粘着摩损。
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摩擦与磨损全课件第章耐磨减摩材料及表面处理解析
2. 制造耐磨零件的常用钢种
① 优质碳素结构钢 ② 锰钢、锰钒钢及锰钼钨钢 ③ 铬钢 ④ 铬镍钢及铬镍钼钢 ⑤ 铬锰钢 ⑥ 含硅合金钢 ⑦ 轴承钢 ⑧ 高锰钢
6.1.3 耐磨铸铁
铸铁是一种良好的耐磨材料，广泛用于制造各 种摩擦副，如机床导轨、气缸套、活塞环等零 件。
铸铁的耐磨性通常比钢好，因为有石墨存在。 ① 工作时，石墨易在表面脱落成为润滑剂，起减
⑤ 铅青铜浇铸时，易产生比重偏析。为此，可加入适量的 镍、锑等元素，阻止铅的积聚；同时可增大冷却速度， 以减轻比重偏析。
4.铝基轴承合金
铝基轴承合金是随着近代发动机向高速、高压、 重载方向发展而出现的一种新型滑动轴承合金。
优点：密度小、导热性好、承载强度和疲劳强度 高，且有高的高温硬度，优良的耐蚀性和减摩性。
特点：有高的疲劳强度和承载压强，良好的耐磨、 耐热和耐蚀性。
可用于载荷变动大、有冲击载荷及润滑条件易受 破坏的动力机械上的轴承材料。如高速大功率内 燃机车、重型汽车和拖拉机的轴承。
5.多层合金减摩材料
上述各类合金可分别与低碳钢带一起轧制复合成 双金属轴承材料。
为改善表面性能，可在减摩合金表面再镀一层质 软而薄的金属层，构成三层减摩合金材料。
塑性变形能力，以减少安装和制造误差的影响。 嵌藏性是指油中杂质和外来的微粒能嵌入减摩合 金内而不至于划伤轴颈表面。
4)足够的强度。即有一定抗塑性变形的能力和良 好的抗疲劳性。
5)良好的物理、化学性能。如应有高的导热性和 热容量，热膨胀系数小，耐蚀性好，湿润性和亲 油性好等。
6) 工艺性好，生产工艺简单，成本低。
① 加入硅、锰、铬能提高硬度。
② 钼、钒、钨会部分溶于钢中生成M3C或M7C3形 化合物，提高耐磨性。
第3章金属磨损ppt课件
pv准则
pv准则形式简单，常用在非流体润滑的滑动轴承等零件的 设计中，作为选择抗胶合材料的依据。 但是其数据离散范围较大，有时达到50%，因此准确性较 差。
pv [ pv]
式中，p为Hertz最大应力；v为相对滑动速度。 根据工况条件[pv]在3.2×103~1.5×105 MPa·m／s之间变化。
载荷与速度的乘积与摩擦副间传递的功率成正比，因此可 以认为，材料一定的摩擦副传递的功率是有限的。工程中 常常要限制摩擦副的pv值。
2. 表面温度
pv值与摩擦副传递的功率成正比，也就是与摩擦损耗的功 率成正比，摩擦过程中这些能量产生的热使表面温度升高。
产生的热量在接触表面间不是均匀分布的，大部分的热量 产生在表面接触点附近，形成了半球形的等温面。
而由于摩擦副体积远大于接触峰点，一旦脱离接触，峰点 温度便迅速下降，一般局部高温持续时间只有几毫秒。
润滑油膜、吸附膜或其他表面膜将发生破裂，使接触峰点 产生粘着，随后在滑动中粘着结点破坏。
这种粘着、破坏、再粘着的交替过程就构成粘着磨损。
3.3.1 粘着磨损的种类
1. 轻微粘着磨损 当粘着结点的强度低于摩擦副金属的强度时，剪切发生在
对于纯金属和各种未经热处理的钢材，耐磨性与材料硬度成 正比关系。
2. 相对硬度
磨料硬度H0与试件材料硬度H之间的相对值。 为了防止磨粒磨损，材料硬度应高于磨料硬度。
3. 载荷
外载荷对各种材料的磨粒磨损有显著影响。线磨损率与表面 压力成正比。
当压力达到转折值pc时，线磨损率随压力的增加变得平缓， 这是由于磨粒磨损形式转变的结果。各种材料的转折压力值 是不同的。
结合面上。此时虽然摩擦系数增大，但是磨损却很小，材料 迁移也不显著。
第三章-磨损及磨损机理
第三章-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）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σb(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×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(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。
粘着磨损ppt课件
油品 46号汽轮机油 80%的汽轮机油 20%的百顺
百顺抗磨护理剂
最大无卡咬负荷(kg) 52 119
137.5
粘着磨损杜永平
4. 滑动速度的影响 粘着磨损随滑动速度的增大而增加，达到一
定值时，磨损率发生显著变化—Kehl（凯尔） Sliebel（西比尔）效应。
影响温度特性的主要因素是表面压力p和滑动 速度v，其中v的影响更大，因此，限制pv值是减 少粘着磨损和防止胶合的有效方法之一。
粘着磨损杜永平
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34
粘着磨损杜永平
三、胶合计算准则
判断胶合发生的观点 表面形貌； 摩擦温度达到临界值作为判据； 摩擦系数突然增大并大幅度变化。
胶合磨损的发生不仅取决于润滑油膜的破裂， 而且与摩擦表面上化学反应膜的形成情况有关。 樊瑜瑾等人通过测量摩擦过程中表面温度、摩擦 力和油膜的变化以及表面反应膜的形成情况，探 讨了油润滑下GCr15与45号钢发生胶合的条件。 实验表明：滑动速度对胶合的发生有很大影响。
摩擦类型；
摩擦温度；
润滑情况；
滑动距离。
Archard计算模型的不足之处在于： 完全忽略了金属变形的物理特性及有关材 料学的变化； 在数学表达式中使用了一些假设，有些过 于粗糙，不尽合理； 对不同条件下的金属磨损过程没能提供确 切的说明。
粘着磨损杜永平
Holn模型 木村模型 笹田·直模型 Bucky模型
定义： 齿轮表面上的点通过齿面接触区所需的时间
2b tf vs
胶合发生时，有如下关系
pe atf c
单位长度载荷pe >>c时，可以忽略c，此时的 计算结果与指数型准则相近似。
7-材料磨损与耐磨材料(第3章粘着磨损)4详解
将粘附对摩件金属，发生“金属转移”，即发生”物质 转移”。
在以后的摩擦过程中，附着物碾转于对磨件的表面之 间，有些粘附物在反复的摩擦中可能由金属表面脱落下 来→磨屑。
9
§3.1.1 粘着磨损的概念
粘着磨损也称咬合(胶合)磨损。磨损产物通常呈小 颗粒状，从一物体表面粘附到另一个物体表面上，然 后在继续的摩擦过程中，表面层发生断裂，有时还发 生反粘附．即被粘附到另一个表面上的材料又回到原 来的表面上，这种粘附反粘附往往使材料以自由磨屑 状脱落下来。粘着磨损产物可以在任意的循环中形成。 粘着以后的断裂分离，并不一定在最初的接触表面产 生。
4
Chapter 3: 材料的磨损机理
图(d)为腐蚀磨损。它的主要特征是磨损表面有化 学反应膜或小麻点，但麻点比较光滑。磨损物为簿的 碎片或粉末，典型工件如船舶外壳、水力发电的水轮 机叶片等。
5
Chapter 3: 材料的磨损机理
• §3.1 • §3.2 • §3.3 • §3.4 • §3.5 • §3.6
10
§3.1 粘着磨损
• §3.1.1 粘着磨损的概念 • §3.1.2 粘着磨损一般规律 • §3.1.3 粘着磨损分类 • §3.1.4 粘着磨损表达式与定律 • §3.1.5 影响粘着磨损的因素
11
Hale Waihona Puke §3.1.2 粘着磨损一般规律
• 粘着磨损过程一般分为三个阶段： (1)跑合阶段亦称 磨合阶段(磨合磨损阶段)； (2)稳定磨损阶段； (3)急 剧磨损阶段亦称破坏磨损阶段。如下图所示：
26
§3.1.3 粘着磨损分类
第一类胶合的相关因素： • 材料性能（表面物性、表面化性、表面力性）；
• e.g.强度、塑性、韧性、氧化性等
在以后的摩擦过程中，附着物碾转于对磨件的表面之 间，有些粘附物在反复的摩擦中可能由金属表面脱落下 来→磨屑。
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§3.1.1 粘着磨损的概念
粘着磨损也称咬合(胶合)磨损。磨损产物通常呈小 颗粒状，从一物体表面粘附到另一个物体表面上，然 后在继续的摩擦过程中，表面层发生断裂，有时还发 生反粘附．即被粘附到另一个表面上的材料又回到原 来的表面上，这种粘附反粘附往往使材料以自由磨屑 状脱落下来。粘着磨损产物可以在任意的循环中形成。 粘着以后的断裂分离，并不一定在最初的接触表面产 生。
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Chapter 3: 材料的磨损机理
图(d)为腐蚀磨损。它的主要特征是磨损表面有化 学反应膜或小麻点，但麻点比较光滑。磨损物为簿的 碎片或粉末，典型工件如船舶外壳、水力发电的水轮 机叶片等。
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Chapter 3: 材料的磨损机理
• §3.1 • §3.2 • §3.3 • §3.4 • §3.5 • §3.6
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§3.1 粘着磨损
• §3.1.1 粘着磨损的概念 • §3.1.2 粘着磨损一般规律 • §3.1.3 粘着磨损分类 • §3.1.4 粘着磨损表达式与定律 • §3.1.5 影响粘着磨损的因素
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Hale Waihona Puke §3.1.2 粘着磨损一般规律
• 粘着磨损过程一般分为三个阶段： (1)跑合阶段亦称 磨合阶段(磨合磨损阶段)； (2)稳定磨损阶段； (3)急 剧磨损阶段亦称破坏磨损阶段。如下图所示：
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§3.1.3 粘着磨损分类
第一类胶合的相关因素： • 材料性能（表面物性、表面化性、表面力性）；
• e.g.强度、塑性、韧性、氧化性等
第七章 金属的磨损
1.麻点剥落
粘着磨损、磨粒磨损、冲蚀磨损、疲劳磨损、 腐蚀磨损、微动磨损
与材料整体变形与断裂的区别 整体加载时变形和断裂集中在一定的体积 内，并在这些部位产生应力集中形成裂纹。
表面加载变形和断裂发生在表面，变形和 断裂反复进行，具有动态特征。
普通力学性能试验得到的数据不一定能反映 材料的耐磨性。
3.磨损过程
细化晶粒提高耐磨性 软性基体中的碳化物提高耐磨性，硬基体中碳 化物降低耐磨性 加工硬化对低应力擦伤性磨损无影响，但可提 高高应力碾碎性磨损的耐磨性。 4、提高耐磨性的措施 （1）增加材料的硬度 （2）根据服役环境合理选择耐磨材料 （3）采用化学热处理提高表面硬度
三、冲蚀磨损 1.磨损机理 概念： 指流体或固体以松散的小颗粒按一定的 角度和速度对材料表面进行冲击所造成的磨损。 分类：气固冲蚀磨损、流体冲蚀磨损、液滴冲蚀 磨损、气蚀磨损。
转移硬材料上的粘着物又使软材料表面出现划痕所以擦伤主要发生在软材料表面当粘结点的强度低于摩擦副两材料的强度时剪切发生在界面上此时虽然摩擦系数增大但磨损却很小材料转移也不显著
第七章 金属的磨损和接触疲劳 第一节 磨损概念
一、磨损 1.概念 机件表面接触并做相对运动，表面有微小颗 粒分离出来形成磨屑，是材料表面逐渐流失， 造成表面损伤的现象。 2.分类
当粘结点的强度低于摩擦副两材料的强度时， 剪切发生在界面上，此时虽然摩擦系数增大， 但磨损却很小，材料转移也不显著。通常在 金属表面有氧化膜、硫化膜或其它涂层时发 生这种粘着磨损． 二.磨损量的估算 粘着磨损体积与法向力、滑动距离成正比， 与软方材料压缩屈服成反比，与接触面积无 关。 V=αKFLt/H 或 V=KFLt/9 scδ
1）跑和阶段 2）稳定磨损阶段 3）剧烈磨损阶段 二.耐磨性 通常用磨损量来表示。可以用摩擦试样表面法线 方向尺寸的减小，也可以用试样的质量或体积 的减少表示。
粘着磨损、磨粒磨损、冲蚀磨损、疲劳磨损、 腐蚀磨损、微动磨损
与材料整体变形与断裂的区别 整体加载时变形和断裂集中在一定的体积 内，并在这些部位产生应力集中形成裂纹。
表面加载变形和断裂发生在表面，变形和 断裂反复进行，具有动态特征。
普通力学性能试验得到的数据不一定能反映 材料的耐磨性。
3.磨损过程
细化晶粒提高耐磨性 软性基体中的碳化物提高耐磨性，硬基体中碳 化物降低耐磨性 加工硬化对低应力擦伤性磨损无影响，但可提 高高应力碾碎性磨损的耐磨性。 4、提高耐磨性的措施 （1）增加材料的硬度 （2）根据服役环境合理选择耐磨材料 （3）采用化学热处理提高表面硬度
三、冲蚀磨损 1.磨损机理 概念： 指流体或固体以松散的小颗粒按一定的 角度和速度对材料表面进行冲击所造成的磨损。 分类：气固冲蚀磨损、流体冲蚀磨损、液滴冲蚀 磨损、气蚀磨损。
转移硬材料上的粘着物又使软材料表面出现划痕所以擦伤主要发生在软材料表面当粘结点的强度低于摩擦副两材料的强度时剪切发生在界面上此时虽然摩擦系数增大但磨损却很小材料转移也不显著
第七章 金属的磨损和接触疲劳 第一节 磨损概念
一、磨损 1.概念 机件表面接触并做相对运动，表面有微小颗 粒分离出来形成磨屑，是材料表面逐渐流失， 造成表面损伤的现象。 2.分类
当粘结点的强度低于摩擦副两材料的强度时， 剪切发生在界面上，此时虽然摩擦系数增大， 但磨损却很小，材料转移也不显著。通常在 金属表面有氧化膜、硫化膜或其它涂层时发 生这种粘着磨损． 二.磨损量的估算 粘着磨损体积与法向力、滑动距离成正比， 与软方材料压缩屈服成反比，与接触面积无 关。 V=αKFLt/H 或 V=KFLt/9 scδ
1）跑和阶段 2）稳定磨损阶段 3）剧烈磨损阶段 二.耐磨性 通常用磨损量来表示。可以用摩擦试样表面法线 方向尺寸的减小，也可以用试样的质量或体积 的减少表示。
第七章金属磨损和接触疲劳详解
随后在继续滑动时，粘着点被剪切断并转移至一 方金属表面，然后脱落形成磨屑。
一个粘着点断了，又在新的地方产生粘着，随后 也被剪断、转移，就构成了粘着磨损过程。
9/30/2020
7
右图是粘着点强度比摩擦副一 方金属强度高的情况，
此时常在较软一方体内产生剪 断，其碎片转移至较硬一方的 表面上，
软方金属在硬方表面逐步累积 最终不同金属的摩擦副滑动成 为金属间的滑动，
在碾碎性磨粒磨损时，磨粒被压 碎前几乎没有滚动和切削的机会， 所以磨粒对摩擦表面的作用是由 于磨粒接触பைடு நூலகம்处的集中压应力造 成的，这种集中压应力可使韧性 材料表面产生塑性变形。
磨粒磨损过程可能是磨粒对摩擦 表面的切削作用，塑性变形和疲 劳破坏作用或脆性断裂的结果， 还可能是它们综合作用的反映， 而以某一种损害为主。
在法向应力一定时，粘着磨损量随滑动速度的增加而增加，但 达到某一极大值后又随滑动速度的增加而减小。
摩擦副表面粗糙度、表面温度以及润滑状态对粘着磨损有较大 影响。
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4 改善粘着磨损耐磨性的措施
(1) 摩擦副配对材料的选择
基本原则是配对材料的粘着倾向应比较小，如选用互溶性 小的材料配对，表面易形成化合物的材料、金属与非金属 等配对。
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二、磨粒磨损
1. 磨粒磨损机理
磨粒磨损是当摩擦副一方表 面存在坚硬的细微突起，或 者在接触面之间存在着硬质 粒子时所产生的一种磨损。
9/30/2020
13
主要特征是摩擦面上有明显犁皱 形成的沟槽，见右图。
在磨粒磨损时，对于韧性金属材 料，每一磨粒从表面上切下的是 一个连续屑；对于脆性金属材料， 一个磨粒切下的是许多新屑。
一个粘着点断了，又在新的地方产生粘着，随后 也被剪断、转移，就构成了粘着磨损过程。
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右图是粘着点强度比摩擦副一 方金属强度高的情况，
此时常在较软一方体内产生剪 断，其碎片转移至较硬一方的 表面上，
软方金属在硬方表面逐步累积 最终不同金属的摩擦副滑动成 为金属间的滑动，
在碾碎性磨粒磨损时，磨粒被压 碎前几乎没有滚动和切削的机会， 所以磨粒对摩擦表面的作用是由 于磨粒接触பைடு நூலகம்处的集中压应力造 成的，这种集中压应力可使韧性 材料表面产生塑性变形。
磨粒磨损过程可能是磨粒对摩擦 表面的切削作用，塑性变形和疲 劳破坏作用或脆性断裂的结果， 还可能是它们综合作用的反映， 而以某一种损害为主。
在法向应力一定时，粘着磨损量随滑动速度的增加而增加，但 达到某一极大值后又随滑动速度的增加而减小。
摩擦副表面粗糙度、表面温度以及润滑状态对粘着磨损有较大 影响。
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4 改善粘着磨损耐磨性的措施
(1) 摩擦副配对材料的选择
基本原则是配对材料的粘着倾向应比较小，如选用互溶性 小的材料配对，表面易形成化合物的材料、金属与非金属 等配对。
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二、磨粒磨损
1. 磨粒磨损机理
磨粒磨损是当摩擦副一方表 面存在坚硬的细微突起，或 者在接触面之间存在着硬质 粒子时所产生的一种磨损。
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主要特征是摩擦面上有明显犁皱 形成的沟槽，见右图。
在磨粒磨损时，对于韧性金属材 料，每一磨粒从表面上切下的是 一个连续屑；对于脆性金属材料， 一个磨粒切下的是许多新屑。
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2
Chapter 3: 材料的磨损机理
图(b)为磨粒磨损，主要特征是磨损表面有明显 的划痕或犁沟，磨损物为条状或切屑状，常见于农用 犁铧、斗齿等。
3
Chapter 3: 材料的磨损机理
图(c)是接触疲劳磨损，主要特征为磨损表面 有裂纹、小坑等，磨损产物为块状或饼状，通常在 滚动轴承、齿轮的表面发生较普遍。
材料表面将粘附对摩件金属，发生“金属转
移”，即发生”物质转移”。 在以后的摩擦过程中，附着物碾转于对磨
件的表面之间，有些粘附物在反复的摩擦中可
能由金属表面脱落下来→磨屑。
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§3.1.1 粘着磨损的概念
粘着磨损也称咬合(胶合)磨损。磨损产物通常呈
小颗粒状，从一物体表面粘附到另一个物体表面上，
然后在继续的摩擦过程中，表面层发生断裂，有时还
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
1
Chapter 3: 材料的磨损机理
磨损按不同机理和条件，主要分为四大基本类型，如 下图所示：
图(a)属粘着磨损，主要特征是磨损表面有细的 划痕，严重时有材料转移现象．磨损产物多为片状 或小颗粒，一般发生在蜗轮与蜗杆以及缸套与活塞 环之间的磨损。
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§3.1 粘着磨损
§3.1.1 粘着磨损的概念
§3.1.2 粘着磨损一般规律 §3.1.3 粘着磨损分类 §3.1.4 粘着磨损表达式与定律
§3.1.5 影响粘着磨损的因素
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§3.1.3 粘着磨损分类
1.按工作温度可分为低温粘着磨损和高温粘着磨损两类： （1） 低温粘着磨损． 按发生在摩擦面间的相对滑动速度不大 (0.5m/s～ 0.6m/s)，表面温度不高(100—150℃)，表面间压强很
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§3.1.3 粘着磨损分类
（2）高温粘着磨损 高温粘着磨损发生在相对滑动速度很大，表面压 力很高的条件下，这时微峰接触点上的瞬时温度很 高。仅仅在表面的很薄一层金属发生软化，被软化 的金属转移到另一个金属表面。在磨损的表面上，
沿着滑动方向形成交替的裂口、凹穴。表层的金相
§3.1.5 影响粘着磨损的因素
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§3.1.2 粘着磨损一般规律
粘着磨损过程一般分为三个阶段： (1)跑合阶段亦称 磨合阶段(磨合磨损阶段)； (2)稳定磨损阶段； (3)急 剧磨损阶段亦称破坏磨损阶段。如下图所示：
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§3.1.2 粘着磨损一般规律
(1)跑合阶段亦称磨合阶段(磨合磨损)：由于物体 实际表面在微观上都是粗糙不平的，所以两固体表 面的接触实际只是表面上微凸体的相互接触。当接 触表面开始相对滑动时，接触与焊合的那些高微凸 体将首先由于剪切而导致破坏。随着磨损过程的进 行．摩擦表面逐渐磨平，实际接触面积增大，相应 的磨损量Q，开始时增加很快，然后逐渐变慢，见图 oa段。随时间T的增加或行程的增长，磨损率下降。
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Chapter 3: 材料的磨损机理
图(d)为腐蚀磨损。它的主要特征是磨损表面有 化学反应膜或小麻点，但麻点比较光滑。磨损物为 簿的碎片或粉末，典型工件如船舶外壳、水力发电 的水轮机叶片等。
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Chapter 3: 材料的磨损机理
§3.1 §3.2 粘着磨损 磨粒磨损
§3.3
§3.4 §3.5
16
§3.1.2 粘着磨损一般规律
图(b)表示两个摩擦表面相对滑动时，由于摩擦力的 作用，在表层产生塑性流动(实线表示)，表层的缺陷 不断扩展。表面接触部位发生金属间的粘着。
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§3.1.2 粘着磨损一般规律
图(c)表示表面层内的裂缝扩展到表面，金属从表面 撕裂下来，形成磨粒。一些金属粘着在另一个金属 表面。图(d)是磨损后形成的新表面。
腐蚀磨损
疲劳磨损 冲蚀磨损
§3.6
微动磨损
6
§3.1
粘着磨损
§3.1.1 粘着磨损的概念
§3.1.2 粘着磨损一般规律 §3.1.3 粘着磨损分类 §3.1.4 粘着磨损表达式与定律
§3.1.5 影响粘着磨损的因素
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§3.1.1 粘着磨损的概念
粘着磨损的过程描述：
两相对滑动的表面在摩擦力作用下→表层
高时，相互接触的微峰之间发生冷焊的粘结点。粘
着点由于塑性流动产生明显的硬化，因而粘着点的 强度大于摩擦副中较软金属的强度。在相对滑动时，
软的金属可能从基体上脱落下来。这种粘着磨损，
表层上的金属组织和基体相都没有明显的相变和化 学成分的变化，见图1.3-4(a)，图1.3-5(d)，(e)所示。
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§3.1.3 粘着磨损分类
发生反粘附．即被粘附到另一个表面上的材料又回到 原来的表面上，这种粘附反粘附往往使材料以自由磨 屑状脱落下来。粘着磨损产物可以在任意的循环中形 成。粘着以后的断裂分离，并不一定在最初的接触表
面产生。
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§3.1
粘着磨损
§3.1.1 粘着磨损的概念
§3.1.2 粘着磨损一般规律 §3.1.3 粘着磨损分类 §3.1.4 1.2 粘着磨损一般规律
(2)稳定磨损阶段
经过跑合，表面微观几何形状改变，接触面积 增大，同时，摩擦表面加工硬化，从而建立了弹性 接触条件，这时磨损已趋于稳定，磨损量Q与时间T 成正比(见图ab段)，磨损率基本保持不变。
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§3.1.2 粘着磨损一般规律
(3)急剧磨损阶段亦称破坏磨损阶段
发生塑变→表面的污染膜、氧化膜破裂→
新鲜金属表面裸露→分子力使两表面焊合。
①若外力克服不了焊合点及其附近的结合
力
咬合现象
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§3.1.1 粘着磨损的概念
② 若外力大于这种结合力，外力使结合处发生剪切断
裂： a) 剪切发生在原接触面：不发生磨损，即“零磨 损”； b) 剪切发生在强度较低的金属一方：强度较高的
见图b点以后，由于温度急剧升高或表面金属组 织发生变化等原因，磨损速度急剧增加，磨损量Q剧 增，工作条件恶化，机械效率降低，精度降低，出 现异常的噪音与振动，最后导致零件完全失效。
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§3.1.2 粘着磨损一般规律
从磨屑脱落的角度分析，下图表示粘着磨损的发展过 程：图(a)为被磨表面的原始状态，表面粗糙不平，存 在由于加工形成的各种缺陷。
Chapter 3: 材料的磨损机理
图(b)为磨粒磨损，主要特征是磨损表面有明显 的划痕或犁沟，磨损物为条状或切屑状，常见于农用 犁铧、斗齿等。
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Chapter 3: 材料的磨损机理
图(c)是接触疲劳磨损，主要特征为磨损表面 有裂纹、小坑等，磨损产物为块状或饼状，通常在 滚动轴承、齿轮的表面发生较普遍。
材料表面将粘附对摩件金属，发生“金属转
移”，即发生”物质转移”。 在以后的摩擦过程中，附着物碾转于对磨
件的表面之间，有些粘附物在反复的摩擦中可
能由金属表面脱落下来→磨屑。
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§3.1.1 粘着磨损的概念
粘着磨损也称咬合(胶合)磨损。磨损产物通常呈
小颗粒状，从一物体表面粘附到另一个物体表面上，
然后在继续的摩擦过程中，表面层发生断裂，有时还
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 3: 材料的磨损机理
磨损按不同机理和条件，主要分为四大基本类型，如 下图所示：
图(a)属粘着磨损，主要特征是磨损表面有细的 划痕，严重时有材料转移现象．磨损产物多为片状 或小颗粒，一般发生在蜗轮与蜗杆以及缸套与活塞 环之间的磨损。
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§3.1 粘着磨损
§3.1.1 粘着磨损的概念
§3.1.2 粘着磨损一般规律 §3.1.3 粘着磨损分类 §3.1.4 粘着磨损表达式与定律
§3.1.5 影响粘着磨损的因素
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§3.1.3 粘着磨损分类
1.按工作温度可分为低温粘着磨损和高温粘着磨损两类： （1） 低温粘着磨损． 按发生在摩擦面间的相对滑动速度不大 (0.5m/s～ 0.6m/s)，表面温度不高(100—150℃)，表面间压强很
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§3.1.3 粘着磨损分类
（2）高温粘着磨损 高温粘着磨损发生在相对滑动速度很大，表面压 力很高的条件下，这时微峰接触点上的瞬时温度很 高。仅仅在表面的很薄一层金属发生软化，被软化 的金属转移到另一个金属表面。在磨损的表面上，
沿着滑动方向形成交替的裂口、凹穴。表层的金相
§3.1.5 影响粘着磨损的因素
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§3.1.2 粘着磨损一般规律
粘着磨损过程一般分为三个阶段： (1)跑合阶段亦称 磨合阶段(磨合磨损阶段)； (2)稳定磨损阶段； (3)急 剧磨损阶段亦称破坏磨损阶段。如下图所示：
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§3.1.2 粘着磨损一般规律
(1)跑合阶段亦称磨合阶段(磨合磨损)：由于物体 实际表面在微观上都是粗糙不平的，所以两固体表 面的接触实际只是表面上微凸体的相互接触。当接 触表面开始相对滑动时，接触与焊合的那些高微凸 体将首先由于剪切而导致破坏。随着磨损过程的进 行．摩擦表面逐渐磨平，实际接触面积增大，相应 的磨损量Q，开始时增加很快，然后逐渐变慢，见图 oa段。随时间T的增加或行程的增长，磨损率下降。
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Chapter 3: 材料的磨损机理
图(d)为腐蚀磨损。它的主要特征是磨损表面有 化学反应膜或小麻点，但麻点比较光滑。磨损物为 簿的碎片或粉末，典型工件如船舶外壳、水力发电 的水轮机叶片等。
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Chapter 3: 材料的磨损机理
§3.1 §3.2 粘着磨损 磨粒磨损
§3.3
§3.4 §3.5
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§3.1.2 粘着磨损一般规律
图(b)表示两个摩擦表面相对滑动时，由于摩擦力的 作用，在表层产生塑性流动(实线表示)，表层的缺陷 不断扩展。表面接触部位发生金属间的粘着。
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§3.1.2 粘着磨损一般规律
图(c)表示表面层内的裂缝扩展到表面，金属从表面 撕裂下来，形成磨粒。一些金属粘着在另一个金属 表面。图(d)是磨损后形成的新表面。
腐蚀磨损
疲劳磨损 冲蚀磨损
§3.6
微动磨损
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§3.1
粘着磨损
§3.1.1 粘着磨损的概念
§3.1.2 粘着磨损一般规律 §3.1.3 粘着磨损分类 §3.1.4 粘着磨损表达式与定律
§3.1.5 影响粘着磨损的因素
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§3.1.1 粘着磨损的概念
粘着磨损的过程描述：
两相对滑动的表面在摩擦力作用下→表层
高时，相互接触的微峰之间发生冷焊的粘结点。粘
着点由于塑性流动产生明显的硬化，因而粘着点的 强度大于摩擦副中较软金属的强度。在相对滑动时，
软的金属可能从基体上脱落下来。这种粘着磨损，
表层上的金属组织和基体相都没有明显的相变和化 学成分的变化，见图1.3-4(a)，图1.3-5(d)，(e)所示。
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§3.1.3 粘着磨损分类
发生反粘附．即被粘附到另一个表面上的材料又回到 原来的表面上，这种粘附反粘附往往使材料以自由磨 屑状脱落下来。粘着磨损产物可以在任意的循环中形 成。粘着以后的断裂分离，并不一定在最初的接触表
面产生。
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§3.1
粘着磨损
§3.1.1 粘着磨损的概念
§3.1.2 粘着磨损一般规律 §3.1.3 粘着磨损分类 §3.1.4 1.2 粘着磨损一般规律
(2)稳定磨损阶段
经过跑合，表面微观几何形状改变，接触面积 增大，同时，摩擦表面加工硬化，从而建立了弹性 接触条件，这时磨损已趋于稳定，磨损量Q与时间T 成正比(见图ab段)，磨损率基本保持不变。
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§3.1.2 粘着磨损一般规律
(3)急剧磨损阶段亦称破坏磨损阶段
发生塑变→表面的污染膜、氧化膜破裂→
新鲜金属表面裸露→分子力使两表面焊合。
①若外力克服不了焊合点及其附近的结合
力
咬合现象
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§3.1.1 粘着磨损的概念
② 若外力大于这种结合力，外力使结合处发生剪切断
裂： a) 剪切发生在原接触面：不发生磨损，即“零磨 损”； b) 剪切发生在强度较低的金属一方：强度较高的
见图b点以后，由于温度急剧升高或表面金属组 织发生变化等原因，磨损速度急剧增加，磨损量Q剧 增，工作条件恶化，机械效率降低，精度降低，出 现异常的噪音与振动，最后导致零件完全失效。
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§3.1.2 粘着磨损一般规律
从磨屑脱落的角度分析，下图表示粘着磨损的发展过 程：图(a)为被磨表面的原始状态，表面粗糙不平，存 在由于加工形成的各种缺陷。