材料磨损与耐磨材料(第2章课件)3

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第三章磨损及磨损理论ppt课件

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➢ 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”。

摩擦与磨损全课件第章耐磨减摩材料及表面处理解析

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。

材料摩擦磨损课件

材料摩擦磨损课件

摩擦表面的生成与演化
磨合阶段
在摩擦初期,接触表面的粗糙度会导致微凸体的相互挤压和剪切,从而产生磨屑和热量。 这个阶段结束后,表面会逐渐变得光滑。
稳定磨损阶段
经过磨合阶段后,表面逐渐形成了一层光滑的氧化膜,这层氧化膜具有较好的耐磨损性能 ,能够减小摩擦力和磨损量。这个阶段是磨损的主要阶段,也是材料使用寿命的主要影响 因素。
落。
疲劳磨损的主要机制包括疲劳裂纹的形成和扩展、微粒的断裂和剥落, 这些机制会导致材料表面出现疲劳斑和剥落坑。
腐蚀磨损
腐蚀磨损是指由于化学腐蚀作用,导致 材料表面损伤的现象。
腐蚀磨损通常发生在潮湿的环境中,如 海洋环境、化工环境等。由于化学腐蚀 的作用,材料表面逐渐被腐蚀,最终导
致表面损伤和破坏。
腐蚀磨损的主要机制包括氧化、腐蚀和 电化学腐蚀,这些机制会导致材料表面
出现腐蚀斑和剥落。
冲蚀磨损
冲蚀磨损是指由于高速流动的液体或固体颗粒冲击材料表面,导致材料表面逐渐被磨损的现 象。
冲蚀磨损通常发生在流体动力学环境下,如喷气发动机、水轮机等。由于高速流动的液体或 固体颗粒冲击材料表面,导致材料表面逐渐被冲蚀和破坏。
化学表面合金化
通过化学反应在基材表面 形成一层具有特殊性能的 合金层,如不锈钢的钝化 膜。
热扩散表面合金化
通过加热使基材表面的原 子与加入的元素发生互扩 散,形成具有优异性能的 合金层。
表面织构技术
表面微织构技术
在基材表面加工出微小的凹坑或 凸起,改变表面形态,降低摩擦 系数和提高耐磨性。
表面纳米织构技术
THANKS
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摩擦系数及其影响因素
材料性质
材料的硬度、弹性模量、表面粗糙度等都会影响摩擦系数的大小。一 般来说,硬度越高、表面粗糙度越小的材料,其摩擦系数越小。 Nhomakorabea表面条件

3-材料表面耐磨与减摩处理

3-材料表面耐磨与减摩处理
• 由各种塑料与固体润滑剂按比例组合,可 以构成很多种塑料复合材料。 • 塑料轻,耐腐蚀,易加工成型,具有润滑 性和吸收冲击性等优点。
• ③碳基复合材料:
• 用焦炭、石墨、碳墨为原料,混以沥青焦 油、合成树脂等粘结剂,经挤压成形后烧 结,形成多孔复合材料。
几种典型固体润滑材料的摩擦系数
固体材料的摩擦与磨损
• 相互接触的物体相对运动时产生的阻力, 称为摩擦。 • 摩擦存在于固体、气体和液体之间。 • 材料的磨损则指相对运动的物质摩擦过程 中不断产生损失或残余变形的现象。 • 显然,材料的摩擦与磨损是因果关系。
摩擦学三“定律”
第一定律:摩擦力与两接触体之间的表观 接触面积无关; 第二定律:摩擦力与两接触体之间的法向 载荷成正比; 第三定律:两个相对运动物体表面的界面 滑动摩擦阻力与滑动速度无关。
粘着磨损
• 磨损过程特点:摩擦面相对滑动时,固相 焊合点撕裂、断裂导致材料迁移 • 要求材料具备的性质 :互相接触的摩擦副 材料溶解度低,表面抗热软化能力好,表 面能低
冲蚀磨损
• 磨损过程特点:含有固体粒子的流体冲击 固体表面,或流动液体中气泡破裂形成的 振动波使材料局部变形和流失的过程 。 • 要求材料具备的性质 :在小角度冲击时要 有高硬度,在大角度冲击时要有高韧度
(4) 滚动摩擦
• 滚动摩擦与滑动摩擦状况和机理差别很大, 摩擦系数也比滑动摩擦系数小得多。
磨损机理
• 可以将磨损分为粘着磨损、磨粒磨损、疲 劳磨损、腐蚀磨损、微动磨损、冲蚀(包括 气蚀)磨损和高温磨损七大类。
磨粒磨损
• 磨损过程特点:一个凸起硬面和另一表面 接触,或者在两个摩擦面之间存在或嵌有 硬颗粒,在相对运动中导致材料转移 • 要求材料具备的性质:有比磨粒更硬的表 面,较高的加工硬化能力

材料的磨损原理PPT课件

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材料的磨损原理
⑥ 工业应用 航空部门、核电站、高空电缆、钢丝绳索、大型轴、 人工植入器官、电接触等工业领域的微动损伤已日益 成为研究热点。
4. 微动磨损的特征 ➢ 具有引起微动的振动源(机械力、电磁场、冷热循环
等),流体运动所诱发的振动; ➢ 磨痕具有方向一致的划痕、硬结斑和塑性变形以及微
裂纹; ➢ 磨屑易于聚团、含有大量类似锈蚀产物的氧化物。
材料的磨损原理
② 磨屑的演化过程 ➢ 起初磨屑呈轻度氧化,仍为金属本色,粒度为微米量
级(约1μm); ➢ 在碾碎和迁移过程中进一步氧化,颜色变成灰褐色,
粒度在亚微米量级(约0.1μm); ➢ 磨屑深度氧化,呈红褐色,粒度进一步减小为纳米颗
粒(约10nm) ,射线衍射分析表明磨屑含α-Fe、αFe2O3(呈红色)和低百分比的Fe3O4。
(2)氧化作用 金属表面的氧化膜对防止冷焊十分有效,有利于防止粘
着。 能在金属表面生成附着牢固,且在微动下能出现一层釉
质氧化物层的材料,其磨损量和摩擦系数将随微动而 明显下降。 空气及氮气中体碳钢 粘着系数和振幅关系
材料的磨损原理
氧化对微动磨损的影响: ➢ 贵金属或惰性气氛环境中合金间的微动磨损,氧不参
Uhlig的模型不足: ➢ 忽略了氧化膜起到防止材料粘着的有利作用 ➢ 忽略了微动过程中磨屑参与磨损的作用
因此它不能解释实验中出现的许多现象,至少对微动磨 损随循环次数的变化规律不能给予完满的说明。
材料的磨损原理
2. Feng和Rightmire模型 Feng和Rightmire在总结 微动循环次数与材料失重 关系后提出来的。 可以将曲线分为四个阶段: ➢ OA段:由于金属转移和初始磨损造成曲线迅速上升; ➢ AB段:从剪切到磨粒参与磨损使曲线第二次向上弯曲; ➢ BC段:磨粒作用下降,从而减缓材料损失; ➢ CD段:最后达到稳定磨损率。

材料力学性能教学课件材料的摩擦与磨损性能

材料力学性能教学课件材料的摩擦与磨损性能
通过选用合适的材料、表面处理、润滑和改善工艺等措施来改善材料的摩擦 与磨损性能,并延长材料的使用寿命。
结论及展望
通过对材料的摩擦与磨损性能的深入研究,可以为材料的选择和应用提供科学依据,进一步提高材料的性能和可靠 性。
金属材料
金属材料通常具有较高的摩擦系数,但也可以通过表面处理和润滑来减少磨损。
聚合物材料
聚合物材料具有较低的摩擦系数,但其耐磨性能相对较差。
陶瓷材料
陶瓷材料通常具有较低的摩擦系数和较高的耐磨性能,但也容易产生表面粉化。
影响摩擦与磨损的因素
1 接触压力
增加接触压力会增加摩擦力和磨损。
3 温度
高温环境下摩擦和磨损会加剧。
2 表面粗糙度
粗糙表面会增加摩擦力和磨损。
摩擦与磨损的测试方法
1
磨损实验
2
使用特定装置和试样进行磨损实验,以获得
材料的磨损特性和性能。
3
滑动摩擦测试
通过模拟实际工况下的滑动摩擦来评估材料 的摩擦和磨损性能。
表面分析
通过观察和分析材料表面的变化,了解摩擦 和磨损的影响。
改善材料的摩擦与磨损性能的 措施
材料力学性能教学课件 PPT材料的摩擦与磨损性 能
在本课程中,我们将探讨材料的摩擦与磨损性能。了解摩擦力与摩擦系数的 含义,并分析擦力与磨损之间的相互作用。探讨不同材料之间的摩擦和 磨损的特点,以及它们对材料性能和寿命的影响。
常见材料的摩擦与磨损性能比较

2第二章 机械零件的强度与耐磨性


N 0 ND
N
N
m N N N lim rN r 当 C D
N0 N 无限寿命
有限寿命 疲劳极限
当 N ND
lim rN
疲劳极限 N0 r m r ND
关于疲劳曲线方程的几点说明:
rN m
注意:
N0 r N
(1)工程中常用的是对称循环应力(r=-1)下的疲劳 极限,计算时,只须把σr和σrN换成σ-1和σ-1N 即可
机械零件之间力的传递,总是通过两零件 的表面接触来实现的。对机械零件除了要有足 够的体积强度外,工作的接触表面还要有足够 的接触强度。
L ρ1
承载前是 点接触或 线接触。
ρ2
ρ2
ρ1
圆柱体外接触 受载后接 触表面产 生局部弹 性变形, 形成小的 接触面积
圆柱体内接触
球体外接触
F
1
对于线接触的情况,其接触 应力可用赫兹应力公式计算。
F lim [ ] A S 塑性材料 lim S
提高强度?
[ ]
lim
S
2.应力分类
变应力——随时间变化
σ
静应力——不随时间变化或变化缓慢
t
σ
0
a σ
t 0
a
t
静应力只能由静载荷产生, 变应力可能由变载荷或静载荷产生。
§2-1 机械零件的疲劳强度计算
摩擦系数 f
油性添加剂 极压添加剂
非极压油
含极压添 加剂的油 含脂肪 酸的油
含脂肪酸和极压添加剂的油 软化温度t/℃
极压添加剂:能和接触的金属表面起反应形成高熔点无机薄膜, 以防止在高负荷下发生熔结、卡咬、划痕或刮伤的添加剂。 水溶和油容两种极压添加剂。

摩擦磨损与耐磨材料

摩擦磨损与耐磨材料姓名:李英杰班级:材控13-2学号:201301021048Cr—Mn-N奥氏体一铁素体不锈钢的空蚀1、概述:(1)空蚀原理:抛光表面在空蚀气泡溃灭作用下产生空蚀凹坑,随后叠加并扩展,表面出现塑性变形,产生加工硬化和应力,但表面易发生塑性流变,对高应变速率不敏感,所以空蚀孕育期长,空蚀扩展较慢,抗空蚀性能较好。

空蚀发生时材料表面会产生疲劳裂纹并向内部扩展,引发疲劳断裂和脱落,之后裂纹继续向材料内部扩展,导致进一步破坏。

空蚀发生后表面粗糙度明显变大【1】。

(2)研究历程:为了减轻水轮机过流部件的空蚀损伤,过去的几十年里在材料科学与工程领域,人们一直致力于开发具有抗空蚀损伤高性能的新材料,其中从60 年代发展起来的 Cr-Ni—MO系不锈钢就具有比传统材料更好的抗空蚀性[l] 由于这些 Cr-Ni-Mo 系不锈钢含有较多稀缺的金属镍,成本很高,而且抗含沙河流中泥沙磨损的性能也不理想,故开发价格低廉 (无镍或低镍) 且性能优异的水轮机过流部件用不锈钢具有极其重要的实际意义.早在 2O 世纪 3O 年代初期一些国家就开始了Cr—Mn-N不锈钢代镍的探索性研究,并列入国家标准[2].Cr-M n-N系列不锈钢在化工、石油以及制药等工业中如今已经部分代替Ni-Cr 不锈钢.为了降低现有水轮机用 Cr-Ni-Mo系不锈钢的成本和提高抗多相流损伤的性能,我国及国外的一些研究者也将目光转向了 Cr-Mn—N系列不锈钢,并开展了该类不锈钢的抗空蚀和冲刷腐蚀等多相流损伤的研究工作,已取得了一定的成果,展示了其作为水轮机用金属材料的良好前景[2,4-7]。

2、实验研究:0Cr13Ni5M o不锈钢热处理工艺为 1000 ℃正火,500 ℃回火,组织为回火马氏体 Cr—Mn—N 奥氏体一铁素体不锈钢为锻后固溶态.根据两种钢材的化学成分和硬度. Cr—Mn—N奥氏体一铁素体不锈钢组织中铁素体体积含量为19%.实验设备为美国 M isonix 公司生产的 X12020 型超声振荡空蚀实验机,该设备的振动频率为20 kH z峰一峰振幅为60 m,试样的前端即受到空蚀破坏的表面直径为 19.1 m m ,试样的后端加工成螺纹,用来将试样固定在设备的变幅杆上.为了减轻腐蚀因素的影响,选择蒸馏水为实验介质.实验介质放在冷凝器中进行冷却.试样经研磨和抛光后用丙酮超声清洗并烘干,然后用分度值0.1 m g 的分析天平称重.空蚀进行一定的时间后对试样再次称重.对空蚀前和空蚀不同时间后的试样表面进行扫描电镜观察和 X 射线衍射分析.测量空蚀进行一定时间后试样横截面距表层不同距离处的显微硬度值.对不同空蚀时间后的 X 射线衍射结果根据文献【9】计算出空蚀表面铁素体相的含量.3、空蚀引起的Cr—Mn-N奥氏体一铁素体的变化3.1累积空蚀失重和失重率Cr—Mn—N 不锈钢的空蚀失重率随时间的变化特点可分为三个阶段.在空蚀的初期 (0—5 m in),空蚀失重率迅速增加,在试样表面发生材料的脱离;在第二阶段 (5—30 m in),材料的空蚀损伤程度减缓,空蚀失重率迅速下降;在第三阶段 (30 m in 以后) 材料的空蚀失重率缓慢地增加.具有高的抗空蚀性能。

摩擦与磨损全课件第章耐磨减摩材料及表面处理50页PPT

摩擦与磨损全课件第章耐磨减摩材料 及表面处理
36、“不可能”这个字(法语是一个字 ),只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气,不要看破要突 破,不 要嫉妒 要欣赏 ,不要 托延要 积极, 不要心 动要行 动。 38、勤奋,机会,乐观是成功的三要 素。(注 意:传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素,但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出,乐 观是成 功的第 三要素 。
END
39、没有不老的誓言,没有不变的承 诺,踏 上旅途 ,义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人意义,不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰,也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人,而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着,就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书,莫被书掌握;要为生而读,莫为读而生。——布尔沃
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