磨料磨损及其主要影响因素
常见的磨损分类、定义以及它们发生的条件
磨损是指材料表面因摩擦、碰撞、剧烈运动等作用而逐渐失去其原有形状和尺寸的过程。
磨损现象是许多工程和生产活动中普遍存在的问题，了解常见的磨损分类、定义以及它们发生的条件，可以帮助我们更好地预防和解决磨损问题。
一、磨损的分类1. 表面磨损：表面磨损是指物体表面由于与外界环境或其他物体的作用而逐渐失去其原有形状和尺寸的现象。
表面磨损通常包括磨粒磨损、疲劳磨损、附着磨损等类型。
2. 体积磨损：体积磨损是指材料在受力作用下，局部或整体地磨损。
体积磨损主要包括磴岩磨损、疲劳磨损等类型。
二、磨损的定义磨损是指材料表面或体积由于摩擦引起的粒子脱落、塑性流动、位错聚集和断裂现象而逐渐失去其原有形状和尺寸的过程。
三、磨损的条件在工程和生产实践中，磨损的发生通常受到以下一些条件的影响：1. 材料硬度：硬度较低的材料容易受到表面磨损的影响，而硬度较高的材料更容易发生体积磨损。
2. 材料强度：材料的强度越低，越容易受到磨损的影响。
3. 环境条件：如温度、湿度、氧化性等环境条件对磨损的影响。
4. 润滑条件：润滑油的性质和润滑膜的形成对磨损有着重要的影响。
5. 负载条件：负载大小和方向对磨损的发生和发展有着重要影响。
6. 表面粗糙度：表面粗糙度的大小和形状对磨损的发生和发展也有着重要的影响。
通过对常见的磨损分类、定义以及它们发生的条件的了解，我们可以更好地预防和解决磨损问题，提高材料的使用寿命和性能。
磨损是材料表面或体积由于摩擦引起的粒子脱落、塑性流动、位错聚集和断裂现象而逐渐失去原有形状和尺寸的过程。
磨损的发生对工程和生产活动而言是不可避免的，但我们可以通过控制磨损的条件和采取相应的预防措施来减少磨损带来的损失。
一、磨损的分类1. 表面磨损表面磨损是指物体表面由于与外界环境或其他物体的作用而逐渐失去其原有形状和尺寸的现象。
表面磨损主要包括以下几种类型：- 磨粒磨损：在材料表面受到磨料颗粒的作用下，材料表面的微观形貌逐渐改变，最终形成磨损痕迹。
磨损失效的主要类型、显微机制、影响因素、注意问题等
磨损失效是机械设备和零部件的三种主要失效形式———断裂、腐蚀和磨损失效形式之一。
通常磨损过程是一个渐进的过程,正常情况下磨损直接的结果也并非灾难性的,因此,人们容易忽视对磨损失效重要性的认识。
实际上,机械设备的磨损失效造成的经济损失是巨大的[1～10,15]。
美国曾有统计,每年因磨损造成的经济损失占其国民生产总值的4%。
2004年底由中国工程院和国家自然科学基金委共同组织的北京摩擦学科与工程前沿研讨会的资料显示,磨损损失了世界一次能源的三分之一,机电设备的70%损坏是由于各种形式的磨损而引起的;我国的GDP只占世界的4%,却消耗了世界的30%以上的钢材;我国每年因摩擦磨损造成的经济损失在1000亿人民币以上,仅磨料磨损每年就要消耗300多万吨金属耐磨材料。
可见减摩、抗磨工作具有节能节材、资源充分利用和保障安全的重要作用,越来越受到国内外的重视。
因此,研究磨损失效的原因,制定抗磨对策、减少磨损耗材、提高机械设备和零件的安全寿命有很大的社会和经济效益。
1 磨损和磨损失效的主要类型磨损———由于机械作用造成物体表面材料逐渐损耗。
磨损失效———由于材料磨损引起的机械产品丧失应有的功能。
通常,按照磨损机理和磨损系统中材料与磨料、材料与材料之间的作用方式划分,磨损的主要类型可分为磨料磨损、粘着磨损、冲蚀磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损和微动磨损等类型。
1.1 磨料磨损由外部进入摩擦面间的硬颗粒或突出物在较软材料的表面上犁刨出很多沟纹,产生材料的迁移而造成的一种磨损现象称为磨料磨损。
影响这种磨损的主要因素:在多数情况下,材料的硬度越高,耐磨性越好;磨损量随磨损磨粒平均尺寸的增加而增大;磨损量随着磨粒硬度的增大而加大等。
1.2 粘着磨损在两摩擦表面相对滑动时,材料发生"冷焊"后便从一个表面转移到另一个表面,成为表面凸起物,促使摩擦表面进一步磨损的现象称为粘着磨损。
影响粘着磨损的主要因素:同类的摩擦副材料比异类材料容易粘着,采用表面处理(如热处理、喷镀、化学处理等)可以减少粘着磨损;脆性材料比塑性材料抗粘着能力高;材料表面粗糙度值越小,抗粘着能力也越强;控制摩擦表面的温度,采用的润滑剂等可减轻粘着磨损等。
磨料磨损的四种机制
磨料磨损的四种机制
磨料磨损的四种机制包括：
1. 微观切削：磨料对接触面造成切削作用，但切削产生的切屑很小，故称为微观切削。
2. 多次塑变：磨料在接触表面除发生切削作用外，还对接触表面产生压力，使材料受到挤压发生塑性变形，表面材料出现堆积和移动，如此反复进行导致材料表面产生加工硬化形成磨屑。
塑性材料在磨料磨损过程中很容易产生塑性变形，导致磨损表面出现较大程度的破坏。
3. 疲劳破坏：磨料对接触表面的循环接触应力导致表面材料产生疲劳剥落。
疲劳破坏产生的磨损通常发生在磨损后期。
4. 微观断裂：在磨损过程中，当材料质地较脆或材料表面存在脆性相时，磨料与之作用会产生微观断裂，造成材料磨损。
以上信息仅供参考，如需获取更多详细信息，建议查阅磨料磨损的文献综述或者咨询相关专家学者。
磨料磨损
磨料磨损是指各种物料的颗粒或凸出物在与零件表面相互接触时，使表面材料发生损耗的现象。
按磨料与材料相互作用特征来分类。
把磨料磨损分为三类:
（1）凿削式磨料磨损(包括冲蚀与冲刷):如锤式，环式碎煤机、风扇磨煤机、风管弯头、除灰管弯头、落煤管、粗细粉分离器、灰渣泵、阀门、排粉风机叶片中，煤、煤粉、灰对金属的磨损，煤块、研石对CFB锅炉管道的磨损等。
（2）高应力碾压磨损(包括研磨):如各类中速磨煤机、鄂式破碎机、圆锥破碎机、研磨机、球磨机中物料被破碎、银碎、研磨时对金属的磨损。
（3）低应力擦伤磨锁:如油槽、输送机、输送带、煤粉仓、给粉机、埋刮板运输机、犁桦中物料对材料的磨损。
考虑到介质和温度环境，则有腐蚀磨料磨损和热磨料磨损，如CFB锅炉管道、碎渣机、捞渣机、普通PC锅炉尾部省煤器，预热器管与灰的磨损及锅炉燃烧器与煤粉的磨损。
考虑到磨损发生的状态有干有湿，则有r-磨料磨损(磨制煤粉的球磨机)和湿磨料磨损(磨矿石的球磨机等)。
按接触表面的接触状态，又可分为二体磨料磨损(冲刷、凿削、低应力磨损)，如煤粉管道、除灰管道、风扇磨煤机、灰渣泵、阀、风机叶片的磨损和三体磨料磨损〔碾碎、研磨)，如中速磨煤机、球磨机、额式破碎机中的磨损。
按磨料与金属的相对硬度，还可分为软磨料磨损(物料硬度低于或远远低于材料硬度)如粮食、油料磨机的磨损和硬磨料磨损(物料硬度高于材料硬度)，如矿石磨机、破碎机等。
从磨损机理上考虑磨损发生的材料表面磨损的微观行为，可分为微切削磨损机制、反复塑性变形与(弹性变形)疲劳机制、微观脆性断裂机制、腐蚀磨损机制、高温腐蚀磨损机制等。
磨粒磨损概述
磨粒磨损基本介绍由外界硬质颗粒或硬表面的微峰在摩擦副对偶表面相对运动过程中引起表面擦伤与表面材料脱落的现象，称为磨粒磨损。
其特征是在摩擦副对偶表面沿滑动方向形成划痕。
磨损分类磨料磨损有多种分类方法，例如，以力的作用特点来分，可分为：(1)低应力划伤式的磨料磨损，它的特点是磨料作用于零件表面的应力不超过磨料的压溃强度，材料表面被轻微划伤。
生产中的犁铧，及煤矿机械中的刮板输送机溜槽磨损情况就是属于这种类型。
(2)高应力辗碎式的磨料磨损，其特点是磨料与零件表面接触处的最大压应力大于磨料的压溃强度。
生产中球磨机衬板与磨球，破碎式滚筒的磨损便是属于这种类型。
(3)凿削式磨料磨损，其特点是磨料对材料表面有大的冲击力，从材料表面凿下较大颗料的磨屑，如挖掘机斗齿及颚式破碎机的齿板。
也有以磨损接触物体的表面分类，分为两体磨料磨损和三体磨料磨损。
两体磨损的情况是，磨料与一个零件表面接触，磨料为一物体，零件表面为另一物体，如犁铧。
而三体磨损，其磨损料介于两个滑动零件表面，或者介于两个滚动物体表面，前者如活塞与汽缸间落人磨料，后者如齿轮间落人磨料。
这两种分类法最常用。
试验规律虽然零件或材料的耐磨性能不是材料的固有特性，它与许多因素有关，但是材料本身的硬度和磨粒的硬度是影响磨料磨损的两个最主要的因素，现已总结出它们的影响规律。
(1)如果材料预先已经过加工硬化，则对增加耐磨性就不再起作用。
这说明磨损试验本身，已使材料表面达到了最大的加工硬化状态。
(2)材料的耐磨性显然与磨粒的硬度、几何形状、物理性能有关。
除了提高材料本身硬度可增加抗磨料磨损性能外，还可进行感应加热淬火、渗碳、氮化、表面喷镀与堆焊来提高耐磨性。
磨损机理(1)微观切削磨损机理(2)多次塑变导致断裂的磨损机理(3)微观断裂磨损机理影响磨粒磨损的因素(1)磨料的硬度、大小及形状，磨粒的韧性、压碎强度等。
(2)外界载荷大小、滑动距离及滑动速度。
(3)材料自身的硬度及内部组织。
材料的磨料磨损影响因素及提高耐磨性途径
磨料磨损的材料的影响因素及提高耐磨性途径1磨损相互接触的两个物体有相对运动或相对运动的趋势时，在接触界面上出现阻碍相对运动，因摩擦而造成的物体的损耗。
2磨料磨损物体表面与硬质颗粒或硬质凸出物（包括硬金属）相互摩擦引起表面材料损失。
3磨料磨损机理磨料磨损机理就是研究磨料颗粒与材料表面相互作用过程的物理化学变化规律，包括磨损系统中各参变量变化对磨损持性的影晌规律。
材料特性和材料与磨料相互作用时的接触应力、接触时相对运动速度、环境介质等外部参数，在不同工况下材料的耐磨性能是不同的。
要根据具体工况条件选用材料，不能不加分析的按照一个固定模式选材。
4磨料磨损的影响因素4.1材料特性的影响4.1.1 材料硬度对耐磨性的影响材料的相对耐磨性和材料的硬度成正比。
4.1.2 材料磨损表面硬度对耐磨性的影响金属材料经过磨料磨损后，它的表面硬度都有所提高，其耐磨性和磨后硬度相关，和原始硬度无关。
4.1.3 磨料硬度与材料硬度比值对耐磨性的影响当磨料的硬度比材料的硬度高得多时，材料的磨损率几乎相同。
金属材料的相对磨损并不随磨料的硬度而增加。
这时磨损率只决定于材料本身的硬度。
4.1.4 材料磨后硬度与磨料硬度比值对耐磨性的影响金属材料经过变形而可能获得的最高硬度与磨料硬度的比值是判断材料耐磨性的较好参量。
4.1.5材料的断裂韧性对耐磨性的影响材料的硬度和断裂韧性的良好配合，可获得材料对磨料磨损的高的耐磨性。
4.2磨料特性的影响4.2.1磨料颗粒形状的影响在滑动磨料磨损过程中的主要机理是显微切削，磨料颗粒像刀具那样的切削金属材料面产生磨屑。
磨料颗粒棱角的不同，在载荷作用下刺人材料表面的深浅不同；在滑行过程中磨损机理的不同(是切削还是犁沟变形)，都会使材料的磨损率不同。
4.2.2磨料硬度的影响硬磨料磨损，Hm/Ha≤0.5-0.8，增加材料的硬度对其耐磨性增加不是很大。
软磨料磨损，Hm/Ha＞0.5-0.8，增加材料的硬度Hm，会迅速提高耐磨性。
机械基础综合考试题
《机械基础》练习题一、填空题1 影响磨料磨损的主要因素：材料的硬度越高，耐磨性越 __________ 。
2 物体的平衡是指物体相对于地面 __________ 或作_______ 运动的状态。
3 45MnVB钢的平均含碳量是 _______ 它按用途分类属于结构钢中的____________ 适合生产________ 类零件，此类零件在________ 热处理条件下使用。
4 既承受弯距又承受转距作用的轴称为 _________ 。
5 铰链四杆机构中，当两曲柄的长度相等而且平行时，称为 _____________ 机构。
6 在棘轮机构中，为使棘轮静止可靠和防止棘轮反转，要安装 ___________ 。
7 液压泵是液压系统的 _______ 元件，将电机输出的_______ 能转化为_________ 能。
8 液压传动中，用来传递运动和动力的工作介质是 _________ 。
9 力可以用一个有方向的线段来表示。
线段的长度按一定比例表示力的 ___________ ；线段的方向表示力的________ ；线段的起点或终点表示力的 ________ 。
所以说力是________ 。
10 W18Cr4V2属于合金刃具钢中的 ________ 它主要的性能特点是_________ 因此适合于________ 切削速度的刃具。
11 轴的常用材料主要有 ________ 和________ 。
12 滑动轴承轴瓦上的油沟的作用是使 ________ 。
13平面四杆机构中，是否存在死点，取决于__________ 是否与连杆共线。
14在铰链四杆机构中，当最短构件和最长构件的长度之和大于其他两构件长度之和时，只能获得______________机构。
15 _______ 机构能将连续回转运动转换为单向间歇转动。
1 6一对标准渐开线直齿圆柱齿轮相互啮合时，其啮合角恒等于齿轮 _______ 上的压力角。
17 一对外啮合斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件为两轮__________________________ ，18 液压传动中液体表面单位面积上所受的作用力，称为___________ ，单位是_______ 。
材料的磨料磨损影响因素及提高耐磨性途径
磨料磨损的材料的影响因素及提高耐磨性途径1磨损相互接触的两个物体有相对运动或相对运动的趋势时，在接触界面上出现阻碍相对运动，因摩擦而造成的物体的损耗。
2磨料磨损物体表面与硬质颗粒或硬质凸出物（包括硬金属）相互摩擦引起表面材料损失。
3磨料磨损机理磨料磨损机理就是研究磨料颗粒与材料表面相互作用过程的物理化学变化规律，包括磨损系统中各参变量变化对磨损持性的影晌规律。
材料特性和材料与磨料相互作用时的接触应力、接触时相对运动速度、环境介质等外部参数，在不同工况下材料的耐磨性能是不同的。
要根据具体工况条件选用材料，不能不加分析的按照一个固定模式选材。
4磨料磨损的影响因素4.1材料特性的影响4.1.1 材料硬度对耐磨性的影响材料的相对耐磨性和材料的硬度成正比。
4.1.2 材料磨损表面硬度对耐磨性的影响金属材料经过磨料磨损后，它的表面硬度都有所提高，其耐磨性和磨后硬度相关，和原始硬度无关。
4.1.3 磨料硬度与材料硬度比值对耐磨性的影响当磨料的硬度比材料的硬度高得多时，材料的磨损率几乎相同。
金属材料的相对磨损并不随磨料的硬度而增加。
这时磨损率只决定于材料本身的硬度。
4.1.4 材料磨后硬度与磨料硬度比值对耐磨性的影响金属材料经过变形而可能获得的最高硬度与磨料硬度的比值是判断材料耐磨性的较好参量。
4.1.5材料的断裂韧性对耐磨性的影响材料的硬度和断裂韧性的良好配合，可获得材料对磨料磨损的高的耐磨性。
4.2磨料特性的影响4.2.1磨料颗粒形状的影响在滑动磨料磨损过程中的主要机理是显微切削，磨料颗粒像刀具那样的切削金属材料面产生磨屑。
磨料颗粒棱角的不同，在载荷作用下刺人材料表面的深浅不同；在滑行过程中磨损机理的不同(是切削还是犁沟变形)，都会使材料的磨损率不同。
4.2.2磨料硬度的影响硬磨料磨损，Hm/Ha≤0.5-0.8，增加材料的硬度对其耐磨性增加不是很大。
软磨料磨损，Hm/Ha＞0.5-0.8，增加材料的硬度Hm，会迅速提高耐磨性。
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磨料磨损及其主要影响因素
山东开泰集团有限公司
2013.01.04
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什么是磨料磨损
磨料磨损是什么？
磨料磨损是由于摩擦时一个表面硬的凸起部分 和另一表面接触,或两摩擦面间存在硬的质点,在发 生相对运动时,两个表面中的一个表面或两个表面 的材料发生转移的磨损现象.
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磨料磨损的机理
磨料与零件表面作相对运动时, 磨料上的作用力可分解为垂 直于表面的分力与平行于表面的分力。 1.垂直于表面的分力使磨料嵌入表面,对于塑性好的材料表面 产生大量密集的压痕,反复作用后,产生疲劳而破坏;对于脆 性材料,表面不产生变形就产生脆性破坏。 2.平行于表面的分力使磨料产生切向运动,导致表面被刻划,切 削而留下沟槽,对塑性材料,磨料切削会在摩擦表面上切下 一条切屑。 对脆性材料,磨料切削一次就从表面上切下许多碎屑。 磨料磨损速度非常大,是许多机械设备的主要破坏形式。 山东开泰为您提供高品质金属磨料与全方位解决方案！
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3. 磨料硬度对磨损量的影响
因此,用表面强化的办法使零件的硬度达到或超过磨料硬度,可 提高零件的耐磨性.但高硬度的材料,会引起韧性下降,脆性 增大等后果. （1）磨料硬度低于零件硬度时.磨损量与两者的硬度差有关, 差值增大, 磨损速度下降 （2）磨料硬度略高于零件硬度时,则磨损严重,两者硬度差减 小,磨损减小. 因此,用表面强化的办法使零件的硬度达到或超过磨料硬度,可 提高零件的耐磨性.但高硬度的材料,会引起韧性下降,脆性 增大等后果
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（二）影响磨料磨损的主要因素
1.磨料粒度对磨损量的影响
金属的磨损量随磨料的尺寸的增大而增加,当磨料尺寸增大到 一定尺寸以后,磨损速度保持不变.
2.磨料的几何形状对磨损量的影响
棱角尖锐的磨料比圆滑磨料的磨损速度高.磨料被磨钝之后,磨 损速度下降;若磨料被磨碎后,磨速又会增加.
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