磨损失效分析

磨损失效分析

粘着磨损

当-对磨擦副的两个磨擦表面的显微凸起端部相互接触时，即使法向负载很小，但因为凸起端部实际接触的面积很小，所以接触应力很大。如果接触应力大到足以使凸起端部的材料发生塑性变形而且接触表面非常干净，彼此又具有很好的适应性，那么在磨擦界面上很可能形粘着点。当磨擦面发生相对滑动时，粘着占在剪应力作用下变形以致断裂，使材料从一个表面迁移到另一个表面。通常，金属的这种迁移是由较软的磨擦面迁移到较硬的磨擦面上。根据磨损试验后对磨擦面进行金相检验发现，迁移的金属往往呈颗粒状粘附在表面叫。这是反复的滑动磨擦，使粘着点扩大并在剪应力作用下在粘着点后根部开裂，进而形成磨粒的结果。这就是粘着磨损。粘着磨损过程十分复杂，以上所述只是对复杂现象作了简单的描述。

磨粒磨损

在磨擦系统中，经常见到另一种磨损形式是磨粒磨损。磨粒磨损的现象很多，归纳起来，主要有以下两种形式。

第一种工是在工业生产中常常遇到的，如切削和磨削加工。磨粒可嵌在基体上，如磨粒嵌埋在树脂中的砂轮用来磨削金属表面。每个磨粒在被磨金属表面切割出一条沟槽，将金属从表面切除。通常，磨粒材料具有高的强度。当磨粒和金属表面是干摩擦时，从金属表面被切削的颗粒呈直削片或卷曲状削片;当表面被有效润滑时，磨粒被钝化后，金属表面主要发生变形而不是被切削。在一般的装置中，这两种过程都同时发生。粘着磨粒磨损中也起一定作用。当磨粒和洁净的金属表面接触时，使发生向磨粒表面的金属迁移，这样便减缓了磨粒磨损的进程。

第二种形式是具有高强度的颗粒，如二氧化硅，氧化铝和碳化硅，进入两个磨擦面之间，使两个磨擦面都被切割成沟槽。用氧化铝，氧化镁抛光金属表面就是这种类型的磨损。通常，在磨粒磨损过程中，磨粒愈来愈小。当然，抛光是有益的磨损，但是有些磨粒磨损却十分有害。如磨粒进入啮合的齿面，将使齿面磨损而失效。如磨粒进入轴承磨擦面，将使轴承元件磨损而导致轴承失效。

 冲蚀磨损

冲蚀(Erosion)有咬蚀的含意。但一般是指由外部机械力作用下使用材料被破坏和磨去的现象。这里讲的外部力，通常是由于固体向固体表面液体向固体表面或气体向固体表面或气体向固体表面不断地进行动态撞击而产生的。颗粒A以一定速度向材料B表面撞击，B表面被磨去一些材料，在材料B表面留下一个凹坑。颗粒A可能具有不同的成份和以不同形式存在。

 疲劳磨损

当两种材料相对运动(滚动或滑动)时，接触区受到循环应力的反复作用，当循环应力超过材料接触疲劳强度，接触表面或表面下某处形成疲劳裂纹，造成表面层局部脱落的现象称为疲劳磨损。这种损伤经历两个阶段:材料表面或表层裂纹的萌生和裂纹的扩展。目前，一般认为疲劳裂纹的萌生是塑性变形的结果，但是这种塑性变形仅仅出现在亚微观范围内。在滚动元件中产生塑性变形主要是由一起材料表面或表层的不完整性”。在滚动元件的表面，即使加工得非常光滑也存在着显微凹凸，显微凸起端部开始接触承压时，也只需要很小的负载就会产生塑性变性，这种变形对滚动元件的运行性能几乎没有什么影响，但是塑性变形功对引起表面疲劳是重要的。