機械零件的磨損-2.ppt

機電設備故障 診斷與維修,主講教師：黃伯勇 南京信息職業(yè)技術學院機電工程系,機械零件的磨損,機械零件的磨損是零件失效的主要模式。,研究磨損的意義：,1、一般機械設備中約有80%的零件失效報廢是由磨損引起。,2、磨損引起零件失效導致的損失較大，美國每年損失1000億美元，直接材料損失200億。,3、磨損影響設備效率，降低設備工作可靠性，導致設備提前報廢。,4、研究磨損機理，可以掌握其特點，為制定合理的維修策略和計劃提供依據(jù)，為提高設備壽命服務。,運動副摩擦表面物質不斷損失的現(xiàn)象稱為磨損。磨損會逐漸改變零件尺寸和摩擦表面形狀。零件抗磨損的能力稱為耐磨性。,磨損,間隙、,精度、,效率、,振動、,沖擊、,噪音,一、零件磨損的一般規(guī)律,磨損特性曲線,磨合階段,穩(wěn)定磨損階段,急劇磨損階段,磨損的主要類型 ：,1）磨粒磨損,硬質顆?；蚰Σ帘砻嫔嫌驳耐狗?，在摩擦過程中引起的材料脫落現(xiàn)象稱為磨粒磨損 。硬質顆粒可能是零件本身磨損造成的金屬微粒，也可能是外來的塵土雜質等。摩擦面間的硬粒，能使表面材料脫落而留下溝紋。,影響磨料磨損的因素: 摩擦副材料 磨料 壓力,金屬表面發(fā)生局部塑性變形,磨粒嵌入金屬表面，切割金屬表面,表面被劃傷,2）膠合磨損 (粘著磨損),加工后的零件表面總有一定的粗糙度。摩擦表面受載時，實際上只有部分峰頂接觸，接觸處壓強很高，能使材料產生塑性流動。若接觸處發(fā)生粘著，滑動時會使接觸表面材料由一個表面轉移到另一個表面，這種現(xiàn)象稱為粘著磨損(膠合磨損)。所謂材料轉移是指接觸表面擦傷和撕脫，嚴重時摩擦表面能相互咬死。,影響膠合磨損的因素: 摩擦副接觸表面成分與組織 摩擦副表面狀態(tài),局部粘著（冷焊）,粘著處被撕掉,金屬表面被劃傷或者金屬屑粒脫落,局部接觸,接觸面積小應力大,潤滑油膜、氧化膜被擠破,3）疲勞磨損(疲勞點蝕),在滾動或兼有滑動和滾動的高副中，如凸輪、齒輪等，受載時材料表層有很大的接觸應力。當載荷重復作用時，常會出現(xiàn)表層金屬呈小片狀剝落，而在零件表面形成小坑，這種現(xiàn)象稱為疲勞磨損或疲勞點蝕。,影響疲勞磨損的因素: 材質 接觸表面質量 其它因素(應力、間隙、潤滑等）,4） 腐蝕磨損,在摩擦過程中，與周圍介質發(fā)生化學反應或電化學反應的磨損，稱為腐蝕磨損,化學腐蝕 電化學腐蝕,全世界每年因腐蝕而報廢的鋼材與設備相當于年產量的30%。,化學腐蝕過程中不產生腐蝕電流，如金屬在高溫氧化性氣氛中、在干燥空氣中、在石油及酒精中的腐蝕都屬于化學腐蝕。 電化學腐蝕過程中會產生腐蝕電流，如金屬在潮濕空氣、海水、或電解質溶液中的腐蝕都是電化學腐蝕。,高溫氧化腐蝕 電化學腐蝕 應力腐蝕,一、高溫氧化腐蝕,除Au（金）、Pt外，金屬中在空氣中都會發(fā)生氧化，高溫會加速氧化過程。 腐蝕會導致零件有效截面積減小，承載能力降低。 在高溫含氧氣氛中工作的零件的抗高溫氧化能力是一項重要指標。,氧化過程（三個步驟）,金屬失去電子成為金屬離子,氧原子吸收電子成為氧離,金屬離子和氧離子結合為金屬氧化物,氧化膜形成后，將金屬基體與氧隔開，金屬要繼續(xù)氧化必須：,金屬離子及電子（由內向外）穿過氧化膜 氧原子或離子（由外向內）穿過氧化膜,氧化膜層阻止原子、離子及電子穿過氧化膜的能力，決定了材料的抗氧化性能。,Al2O3、 Cr2O3 、SiO2等氧化膜的熔點高，致密，阻力大； FeO 、Cu2O等氧化膜的熔點低，疏松，阻力小；,在鋼中加入Al、 Cr（鉻）、Si等元素，因其與氧的親和力比Fe大，故可優(yōu)先形成氧化物，從而阻Fe的氧化。,二、電化學腐蝕,不同金屬或同一金屬的不同部分存在電極電位差； 相互接觸； 有電介質溶液。,產生條件,陽極：失去電子發(fā)生氧化反應 （被腐蝕）,電化學腐蝕的過程,陰極：得到電子發(fā)生還原反應,MM n+ ne,析氫反應（電解質中H+高時）,吸氧反應（電解質中O2高時）,腐蝕原電池,在鋅殼上的陽極反應,在碳棒上的陰極反應,ZnZn2+2e,2H+2e H2,結果：Zn被離子化（腐蝕）。,F基球墨鑄鐵在HCl中的電化學腐蝕,F基體的電極電位比G低，故為陽極，被腐蝕；而在陰極G上析出H2氣體。,HCl水溶液,三、改善零件