【文章內(nèi)容簡介】 加 15 倍。中碳鋼，在其他條件不變、溫度為 130。 C 時，微動磨損量 4 潤滑 用粘度大、抗剪切強度高的潤滑脂有一定效果，固體潤滑劑 如 MoS、 PTFE 等 效果更好。而普通的液 5 材質(zhì)性能提高硬度及選擇適當(dāng)材料配副都可以減小微動磨損。將一般碳鋼表面硬度從 180HV 提高到 700HV 時，微動磨損量可降低 50％。一般來說，抗粘 著性能好的材料配副對抗微 如硫化或磷化處理以及鍍上金屬鍍層 是降低微動磨損的有效措 機械零件或構(gòu)件在外力的作用下，產(chǎn)生形狀或尺寸變化的現(xiàn)象稱為變形。過量的變形是 根據(jù)外力去除后變形能否恢復(fù)，機械零件或構(gòu)件的變形可分為彈性變形和塑性變形兩大 1．彈性變形 金屬零件在作用應(yīng)力小于材料屈服強度時產(chǎn)生的變形稱為彈性變形。 彈性變形的特點是： 1 當(dāng)外力去除后，零件變形消除，恢復(fù)原狀。 2 材料彈性變形時，應(yīng)變與應(yīng)力成正比，其比值稱為彈性模量，它表示材料對彈性變 3 彈性變形量很小，一般不超過材料原長度的 0． 1％～ 1O％。 在金屬零件使用過程中，若產(chǎn)生超量彈性變形 超量彈性變形是指超過設(shè)計允許的彈 ，則會影響零件正常工作。例如，當(dāng)傳動軸工作時，超量彈性變形會 2．塑性變形 塑性變形又稱為永久變形，是指機械零件在外加載荷去除后留下來的一部分不可恢復(fù)的 1 翹曲變形 當(dāng)金屬零件本身受到某種應(yīng)力 例如機械應(yīng)力、熱應(yīng)力或組織應(yīng)力等 2 體積變形 金屬零件在受熱與冷卻過程中，由于金相組織轉(zhuǎn)變引起比容變化，導(dǎo)致 3 時效變形鋼件熱處理后產(chǎn)生不穩(wěn)定組織，由此引起的內(nèi)應(yīng)力處于不穩(wěn)定狀態(tài)；鑄 塑性變形導(dǎo)致機械零件各部分尺寸和外形的變化，將 零件的局部塑性變形雖然不像零件的整體塑性變形那樣引起明顯失效，但也是引起零件 局部塑性變形 ，隨著擠壓變形的增大，特別是那些能夠反 3．防止和減少機械零件變形的對策 變形是不可避免的，我們可從下列設(shè)計設(shè)計時不僅要考慮零件的強度，還要重視零件的剛度和制造、裝配、使用、 1 正確選用材料，注意工藝性能。如鑄造的流動性、收縮性；鍛造的可鍛性、冷鐓性； 2 合理布置零件，選擇適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)尺寸。如避免尖角，棱角改為圓角、倒角；厚薄懸 3 在設(shè)計中，注意應(yīng)用新技術(shù)、新工藝和新材料，減少制造時的內(nèi)應(yīng)力和變形。 2 加工在要采取一系列工藝措施來防止和減少變形。對毛坯要進行時效以消 1～ 2 年，這是因為毛坯材料的內(nèi)應(yīng)力有在 12～ 20 個月逐漸消失的特點，其時效效果 在制定零件機械加工工藝規(guī)程中，均要在工序、工步的安排上，工藝裝備和操作上采取 機械零件在加工和修理過程中要減少基準(zhǔn)的轉(zhuǎn) 3 修理在修理中，既要滿足恢復(fù)零件的尺寸、配合精度、表面質(zhì)量等 技術(shù)要求，還 4 使用加強設(shè)備管理，制定并嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程，加強機械設(shè)備的檢查和維護，不 斷裂是零件在機械、熱、磁、腐蝕等單獨作用或者聯(lián)合作用下，其本身連續(xù)性遭到破 機械零件斷裂后不僅完全喪失工作能力，而且還可能造成重大的經(jīng)濟損失或傷亡事故。 機械零件的斷裂一般可分為延性斷裂、脆性斷裂、疲勞斷裂和環(huán)境斷裂四種 1．延性斷裂 延性斷裂又稱為塑性斷裂或韌性斷裂。當(dāng)外力引起的應(yīng)力超過抗拉強度時發(fā)生塑性變形 即微坑 覆蓋。延性斷裂 2．脆性斷裂 金屬零件或構(gòu) 件在斷裂之前無明顯的塑性變形，發(fā)展速度極快的一類斷裂叫脆性斷裂。 3．疲勞斷裂 機械設(shè)備中的許多零件，如軸、齒輪、凸輪等，都是在交變應(yīng)力作用下工作的。它們工 80％～ 90％。 疲勞斷裂的類型很多，根據(jù)循環(huán)次數(shù)的多少可分為高周疲勞和低周疲勞兩種類型。 高周疲勞通常簡稱為疲勞，又稱為應(yīng)力疲勞，是指機械零件斷裂前在低應(yīng)力 低于材 下，所經(jīng)歷的應(yīng)力循環(huán)周次數(shù)多 一般大于 105 次 的疲勞， 低周疲勞又稱為應(yīng)變疲勞。低周疲勞的特點是承受的交變應(yīng)力很高，一般接近或超過材 102～ 105 次，壽命短。 4．環(huán)境斷裂 環(huán)境斷裂是指材料與某種特殊環(huán)境相互作用而引起的具有一定環(huán)境特征的斷裂方式。延 5．減少或消除機械零件斷裂的對策 1 設(shè)計在金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計上要合理，盡可能減少或避免應(yīng)力集中，合理選擇材料。 2 工藝 采用合理的工藝結(jié)構(gòu)，注意消除殘余應(yīng)力，嚴(yán)格控制熱處理工藝。 3 使用 按設(shè)備說明書操作、使用機電設(shè)備，嚴(yán)格杜絕超載使用機電設(shè)備。 蝕損即腐蝕損傷。機械零件的蝕損，是指金屬材料與周圍介質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)或電化學(xué)反 金屬腐蝕是普通存在的自然現(xiàn)象，它所造成的經(jīng)濟損失十分驚人。據(jù)不完全統(tǒng)計，全世 10％以上。 金屬 按金屬與介質(zhì)作用機理，機械零件的蝕損可分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕兩大類。 1．機械零件的化學(xué)腐蝕 化學(xué)腐蝕是指單純由化學(xué)作用而引起的腐蝕。在這一腐蝕過程中不產(chǎn)生電流，介質(zhì)是非 大多數(shù)金屬在室溫下的空氣中就能自發(fā)地氧化，但在表面形成氧化物層之后，如能有效 ． 據(jù)研究，金屬氧化 膜要在含氧氣的條件下起保護膜作用必須具有下列條件： 1 氧化膜必須是緊密的，能完整地把金屬表面全部覆蓋住，即氧化膜的體積必須比生 2 氧化膜在氣體介質(zhì)中是穩(wěn)定的。 3 氧化膜和基體金屬的結(jié)合力強，且有一定的強度和塑性。 4 氧化膜具有與基體金屬相同的熱膨脹系數(shù)。 在高溫空氣中，鐵和鋁都能生成完整的氧化膜，由于鋁的氧化膜同時具備了上述四種條 2．金屬零件的電化學(xué)腐蝕 電化學(xué)腐蝕是金屬與電解質(zhì)物質(zhì)接觸時產(chǎn)生的腐蝕。大多數(shù)金屬的腐蝕都屬于電化學(xué)腐 電 化學(xué)腐蝕的根本原因是腐蝕電池的形成。在原電池中，作為陽極的鋅被溶解，作為陰 如碳鋼中含有滲碳體，鑄鐵中含有石墨等 ，由于這 腐蝕電池有微電池和宏觀腐蝕電池兩種。上述腐蝕電池中由于滲碳體和石墨含量非常 包括濃度、溫度、流速不同 接觸，這時構(gòu)成腐蝕電池陽極的是金屬整體或其局部，這種 金屬零件常見的電化學(xué)腐蝕形式主要有： 1 大氣腐蝕即潮溫空氣中的腐蝕。 2 土壤腐蝕如地下金屬管線的腐蝕。 3 在電解質(zhì)溶液中的腐蝕 如酸、堿、鹽等溶液中的腐蝕。 4 在熔融 鹽中的腐蝕如熱處理車間，熔鹽加熱爐中的鹽爐電極和所處理的金屬發(fā)生 3．減少或消除機械零件蝕損的對策 1 正確選材根據(jù)環(huán)境介質(zhì)和使用條件，選擇合適的耐腐蝕材料，如含有鎳、鉻、 2 合理設(shè)計在制造機械設(shè)備時，即使采用了較優(yōu)質(zhì)的材料，如果在結(jié)構(gòu)的設(shè)計上不 3 覆蓋保護層 在金屬表面上覆蓋一層不同的材料， 4 電化學(xué)保護對被保護的機械設(shè)備通以直流電流進行極化，以消除電位差，使之達