磨损失效分析

日期:2021-07-30 18:20:29浏览量:2181标签:磨损失效分析失效分析

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什么是磨损失效分析?

磨损失效分析的类型

磨损失效分析影响因素

防止磨损失效方法

磨损失效分析试验步骤



磨损失效分析项目介绍

磨损是摩擦作用下物体相对运动时,表面逐渐分离出磨屑而不断损伤的现象。 磨损失效是指由于磨损现象的发生使机械零部件不能达到原设计功效,即不能达到原设计水平。磨损失效是逐步发展、渐变的过程,短则几小时,长则几年,磨损与断裂、腐蚀并称为金属失效分析的三种形式,其危害十分惊人。

磨损失效的类型有:

①粘着磨损失效;

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。

②磨料磨损失效;

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。

③腐蚀磨损失效;

摩擦过程中,摩擦面与周围介质发生化学或电化学反应,造成表面材料的损失现象称为腐蚀磨损。

影响腐蚀磨损的主要因素:腐蚀介质(如酸、碱、盐)的性质、零件表面氧化膜的性质和环境温度与湿度等。

④变形磨损失效;

物体发生弹性形变后当然会产生磨损。只是有些磨损微乎其微,不易发现而已,但确确实实发生了磨损,哪怕肉眼看不见,它也实际产生了。有些当然非常明显。所以,一定会有磨损。

⑤表面疲劳磨损失效;

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。

影响疲劳磨损的主要因素:零件表面硬度越高,产生疲劳裂纹的危险性越小;减少表面粗糙度,可改善零件疲劳寿命;高粘度的润滑油能提高抗疲劳磨损的能力,有利于提高疲劳寿命等。

⑥冲击磨损失效;

当含有流动微粒(固、液或气体)的流体冲击材料表面造成的一种磨损现象称为冲蚀磨损。

影响冲蚀磨损的主要因素是流动微粒的冲击速度及角度等。

⑦微振磨损失效等。

在相互压紧的金属表面间由于微小振幅振动,使接触面产生氧化磨损微粒,难以从接触部位排除,就会发生微动磨损。

影响微动磨损的主要因素:同类材料相接触要比异类材料相接触时磨损情况严重的多。

磨损失效分析影响因素

材料特性。配对材料的相溶性愈大,粘着倾向就愈大,粘着磨损就愈大。

材料微观结构。铁素体组织较软,在其他条件相同的情况下,钢中的铁素体含量愈多,耐磨性愈差。

载荷及滑动速度。研究表明,对于各种材料,都存在一个临界压力值。当摩擦副的表面压力达到此临界值时,粘着磨损会急剧增大,直至咬死。

表面温度。摩擦过程产生的热量,使表面温度升高,并在接触表层内沿深度方向产生很大的温度梯度。温度的升高会影响摩擦副材料性质、表面膜的性质和润滑剂的性质,温度梯度使接触表层产生热应力,这些都会影响粘着磨损。

环境气氛和表面膜。环境气氛主要通过影响摩擦化学反应来影响粘着磨损。各种表面膜都具有一定的抗粘着磨损作用,润滑油中加入的油性添加剂、耐磨添加剂生成吸附膜、极压添加剂生成的化学反应膜,以及其他方法生成的硫化物、磷化物、氧化物等表面膜,都能显著提高耐粘着磨损能力。

润滑剂。润滑是减少磨损的重要方式之一。

磨损失效分析

防止零件各类磨损失效方法

1、润滑。在两摩擦表面问充以润滑油,可大大减小摩擦系数,从而促使摩擦阻力减小,使机械磨损减低。故机器的运转有无润滑油以及正确选择润滑材料,合理制定润滑制度以及加强润滑管理都是很重要的,它对机器的使用寿命影响很大。

2、表面加工质量。机件经过加工后,其摩擦表面不可能得到理想的几何形状,总要留下切削工具的刀痕或砂轮磨削的痕迹而构成凹凸状的不平度。一般情况下,表面加工粗糙的,开始磨损较快。

当磨到一定时间,不平度大致消除后,磨损便减慢下来,故表面加工精度的要求应根据零件工作的特点来选择,不要盲目追求过高的加工质量。实验指出,过于光滑的表面不一定具有好的耐磨性能,因为这时润滑油不能形成均匀的油膜,两接触面容易发生黏结,反而使耐磨性变坏。

3、材料。材料的耐磨性主要取决于它的硬度和韧性。材料的硬度决定于金属对其表面变形的抵抗能力。但过高的硬度易使脆性增加,使材料表面产生磨粒的剥落。而材料的韧性可防止磨粒的产生,提高其耐磨性能。

另外,增加材料的化学稳定性还可以减少腐蚀磨损。增加材料本身的孔隙度可以蓄积润滑剂,从而减少机械磨损,提高零件的耐磨性。不同材料有不同的机械性能,相同的材料采取不同的热处理方式可使其机械性能得到改善。因此合理的选用材料和热处理方式对减少机械磨损是很有意义的。

4、安装检修的质量。安装零件的正确性对机器寿命有很大的影响,如不正确地拧紧轴承盖与轴承座的连接螺钉、两结合面不对中、配合表面不平以及轴承间隙调整得不合适等,都能引起单位载荷在表面上不正确的分布或者产生附加载荷,因而使其磨损加快。

磨损失效分析试验步骤

1.现场调查及宏观分析 2.测量磨损失效情况 3.检查润滑情况及润滑剂质量 4.摩擦副材质的检查 5.进行必要的模拟试验 6.确定磨损机制,分析失效原因,提出改进措施。


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