不規(guī)則形狀顆粒磨損顯微特征,表面粗糙度測量儀不規(guī)則形狀顆粒磨損這一重要概念,已被人們普遍認(rèn)為是附著物磨損.配合面上的凸起,在載荷作用下相互接觸時,將會變形,其接觸面積要隨這兩種材料的彈、塑性流變應(yīng)力和施加載荷而變化.整個接觸面積常會發(fā)生粘合,其程度要由材料的性質(zhì)及氧化程度來決定.如果相接觸的材料一樣,則會助長整個界面粘到一起,而且凸起部位的變形也相同. 由于摩擦力的連續(xù)作用,粘在一起的凸起部位常會在連接處的一側(cè)被剪切斷,分離開的碎片將被帶到另一個凸起部位上.這些部位可能通過進(jìn)一步的滑動而相當(dāng)快地解離,或者是在直到發(fā)生失穩(wěn)以前,一直都會通過不斷從相對的表面粘取更多的材料而長大. 為了將附著物磨損的程度降至最低,必須減少凸起部位的接觸面積.顯然,對給定材料來說,降低連接點(diǎn)處的載荷必須減少凸起部位的變形量,因此也減少了接觸面積.同樣,提高材料的屈服應(yīng)力,即提高材料硬度,也會減輕附著物磨損.目前,利用簡單的附著物磨損理論時,尚有一些困難,例如,剪切裂紋是怎樣穿過一個凸起部位而擴(kuò)展的,疲勞過程涉及的范圍有多大等等都不清楚.有些人甚至斷言:凸起部位問的機(jī)械聯(lián)鎖最后造成的流動以及在任一側(cè)或是兩側(cè)同時發(fā)生的剪切這三者,都為觀察到的現(xiàn)象提供了令人滿意的解釋,除非沒有真正粘牢.在某些情況下,通過磨耗過程而使氧化膜的形成與重被磨掉成為一個重要的因素.微振磨蝕正是這種情形,這是在兩個未潤滑表面承受小的相對往復(fù)運(yùn)動時產(chǎn)生的腐蝕過程. 在簡單介紹了磨損的基本機(jī)制之后,就可以對選取能將磨損減至最低程度的系統(tǒng)問題做出總的說明.名義載荷最低和潤滑良好這兩點(diǎn)均已講過了.而在磨損過程中產(chǎn)生的塑性變形及斷裂過程、表面原有的屈服強(qiáng)度或硬度,也就是在尚未斷裂時因變形而達(dá)到的硬度,I都是重要的特性.不易變形或不易斷裂的材料,即強(qiáng)韌的材料是耐磨的.而且與提高屈服強(qiáng)度有關(guān)的顯微組織特征,也就是晶粒尺寸細(xì)小、強(qiáng)化相沉淀也很細(xì)小等等,同樣也與優(yōu)良的耐磨性有關(guān).在磨耗時,如果表面硬度比污染顆粒的高,則后者就會變形或斷裂,從而防止了磨損.因此,非常硬的配合面更能承受砂礫等物的作用,例如,已經(jīng)用碳化硅零件去制造污水處理閥,這主要是為了提高耐沖刷腐蝕的能力,而不是為了提高耐摩擦磨損的能力. 亞表面裂紋會借助疲勞機(jī)制而產(chǎn)生,它會按前面提到的磨損方式造成剝離.同樣,剪切裂紋會使凸起部位與表面分開,這種裂紋可能是在與相對的表面接觸時有幾周的摩擦造成的結(jié)果,也許這種裂紋就是低周、高應(yīng)變疲勞的特征.不過,到現(xiàn)在為止尚未提出過耐磨性與耐疲勞性之間的定量關(guān)系.
|