【正文】 當摩擦副表面相對運動時，在發(fā)生塑性變形的同時，零件表面已形成的氧化膜在摩擦接觸點處遭到破壞，緊接著又在該處立即形成新的氧化膜，這種氧化膜不斷從金屬表面脫離又反復形成，造成金屬表面物質(zhì)不斷 損耗 的過程。 普遍性： ；任何摩擦速度； ； 都會發(fā)生 第四節(jié) 零件的磨損失效 2). 微動磨損： 在機械的嵌合部位，如嵌合連接的汽輪機葉片的葉根部位，以及緊配合處，如軸套與軸的配合處（ 圖 ）雖然配合面之間沒有明顯的相對位移，但在外部交變載荷作用和震動的影響下卻產(chǎn)生 微小的相對滑動 dl(220μ m),此時配合表面上產(chǎn)生大量褐色（鋼質(zhì)機件表面）或黑色（鋁或鎂合金機件表面）的粉末狀磨損產(chǎn)物。 特點：微動磨損集中在局部區(qū)域，兩摩擦表面不脫離，磨損物不容易排除，兼有氧化磨損、磨粒磨損和黏著磨損的作用。 危害 : 在微動磨損區(qū)形成一定深度的磨痕蝕坑，叫咬蝕。 精度、性能下降、引起應力集中，促使疲勞。 第四節(jié) 零件的磨損失效 4. 接觸疲勞： 零件（如齒輪、滾動軸承、鋼軌和輪箍等）兩接觸面作滾動或滾動加滑動摩擦時，在交變接觸壓應力的長期作用下，引起的一種表面疲勞 剝落 破壞而使物質(zhì) 損耗 的現(xiàn)象，表現(xiàn)為接觸表面上出現(xiàn)許多針狀或痘狀的凹坑，稱為麻點也叫麻點磨損或疲勞磨損。 少數(shù)麻點時，仍能工作，麻點剝落嚴重時，零件失效。 后果： 齒輪有大量麻點后，嚙合惡化，噪聲增大，振動增加，附加沖擊力，磨損加劇，齒根折斷 第四節(jié) 零件的磨損失效 接觸疲勞也是裂紋形成和擴展的過程，其破壞的三種形式： 裂紋源于表層的麻點剝落： 它是零件在 有滾動并滑動 ，其表面有沿滾動方向的摩擦力時，并有潤滑油存在的情況下產(chǎn)生的。 零件表面切應力大，裂紋首先在表面形成，潤滑油進入裂紋被封閉時，裂紋內(nèi)壁產(chǎn)生很大內(nèi)應力，加速裂紋擴展引起麻點剝落。 裂紋源于次層的麻點剝落： 它是裂紋在 純滾動 或光潔、摩擦力很小、接近于純滾動的情況下產(chǎn)生的。 零件次表面處的切應力最大，發(fā)生塑性變形而形成，在交變切應力作用下裂紋不斷向表面擴展而造成剝落，留下一個比較平直的坑。 第四節(jié) 零件的磨損失效 接觸疲勞也是裂紋形成和擴展的過程，其破壞的三種形式： 硬化層剝落： 這種剝落只發(fā)生在經(jīng)過表面硬化處理如表面淬火表面化學熱處理的零件上。 零件經(jīng)表面硬化后，硬化層中形成殘留壓應力，和心部和交界處發(fā)生殘留壓應力向殘留拉應力的轉移，當殘留應力與接觸應力引起的綜合切應力大于材料的屈服極限時，該處產(chǎn)生塑性變形形成裂紋，向表面而造成大塊剝落。 第四節(jié) 零件的磨損失效 粘著磨損 （ 1）合理選擇摩擦副配對材料 異類材料比同類材料配對磨損量??； 多相合金比單相合金配對磨損量小。 硬度差大的比硬度差小的配對磨損量??； 金屬與非金屬配對磨損量小。 減小接觸壓力和摩擦系數(shù)、增加材料硬度、改善潤滑條件都有利于提高零件零件的抗磨損能力 三。提高零件磨損抗力的途徑： 第四節(jié) 零件的磨損失效 （ 2）采用表面處理減小摩擦因數(shù)或提高表面硬度 磷化、滲碳、滲氮、滲硅、滲流、表面淬火，熱噴涂等方法提高黏著磨損抗力。 （ 3）減小接觸壓應力 粘著磨損量隨接觸壓應力增大而增加，接觸壓力超過材料硬度值的 1/3時，黏著磨損加劇。 （ 4）減小表面粗糙度值 零件表面粗糙度減小可增加接觸面積，從而減小接觸壓應力 三。提高零件磨損抗力的途徑： 第四節(jié) 零件的磨損失效 磨粒磨損 1）設計時，減小接觸壓力和滑動摩擦距離及改善潤滑 2）合理選用高硬度材料圖高碳鋼、高碳合金鋼、耐磨鑄鐵、陶瓷等 3）采用表面處理（如表面淬火、滲碳、滲氮、熱噴涂陶瓷和堆焊耐磨合金等）和表面加工硬化等方法提高摩擦副材料表面硬度，可有效提高耐磨性 三。提高零件磨損抗力的途徑： 第四節(jié) 零件的磨損失效 氧化磨損 氧化磨損速度取決于氧化膜性質(zhì)及氧化物與基體金屬的結合力。 凡提高基體金屬表面硬度或形成與基體金屬牢固結合的致密氧化膜的一切表面處理方法，如滲碳、滲氮蒸汽處理等 三。提高零件磨損抗力的途徑： 第四節(jié) 零件的磨損失效 微動磨損（ 圖 122） 1）表面處理提高零件表面硬度； 2）采用襯墊 — 加橡膠、塑料等減小振動和滑動距離 3）減小應力集中 — 對壓配合處采取卸載槽。 三。提高零件磨損抗力的途徑： 第四節(jié) 零件的磨損失效 接觸疲勞 1）提高材料的硬度，以增加塑性變形抗力，延緩裂紋形成和擴展，如采用整體淬火、表面淬火、表面化學熱處理（如滲碳、滲氮等） 2）提高材料的純度，減小夾雜物，從而減少裂紋源 3）提高零件的心部強度和硬度，增加硬化層深度，細化硬化層組織 4）減小零件表面粗糙度值，以減小摩擦力 5）提高潤滑油的粘度以降低油楔作用 三。提高零件磨損抗力的途徑： 第五節(jié) 零件的腐蝕失效 腐蝕： 材料表面和周圍介質(zhì)發(fā)生化學反應或電化學反應引起的表面損傷現(xiàn)象，分別稱之為 化學腐蝕 和 電化學腐蝕 。 一. 高溫氧化腐蝕 二. 電化學腐蝕 三. 應力腐蝕 第五節(jié) 零件的腐蝕失效 高溫化學腐蝕： 除少數(shù)金屬如金、鉑外，大多數(shù)金屬在空氣中都會發(fā)生氧化，形成氧化膜。在室溫或者溫度不高時，氧化過程進行很慢，然而在較高溫度下，氧化過程明顯加快。由于氧化膜較脆，其力學性能明顯低于基體金屬，而且氧化也造成零（構）件有效截面減小，從而降低了零（構）件的承載能力。 一. 高溫氧化腐蝕 第五節(jié) 零件的腐蝕失效 金屬的氧化過程（以 +2價金屬為例）： 金屬原子失去電子成為離子； 氧原子吸收電子成為氧離子； 金屬離子和氧離子結合形成氧化物； 一. 高溫氧化腐蝕 2 2M M e???22O e O ???22M O M O????第五節(jié) 零件的腐蝕失效 電化學腐蝕： 金屬發(fā)生電化學腐蝕的 條件 是不同金屬或同一金屬的不同組成部分之間存在著 電極電位差 ，且它們是相互接觸并處于互相聯(lián)通的電解質(zhì)溶液中構成 微電池 。 二 . 電化學腐蝕 第五節(jié) 零件的腐蝕失效 電化學腐蝕： 在機器或金屬結構中 ,兩種金屬相互接觸的情況經(jīng)常發(fā)生 ,它們接觸潮濕空氣 ,或電解質(zhì)就會發(fā)生電化學腐蝕 . 二 . 電化學腐蝕 第五節(jié) 零件的腐蝕失效 例、鋼中珠光體在硝酸酒精中的腐蝕 鋼中珠光體是由鐵素體（ α ）和滲碳體（ Fe3C）層片相間組成，在硝酸酒精溶液中就構成了無數(shù)個微電池，有（ 圖 123a）所示，鐵素體（ α ）的電極電位較低，成為陽極， α 中的鐵原子變成離子進入溶液 （ α ）被腐蝕；滲碳體（ Fe3C）電極電位較高，成為陰極，它將電子傳導給算中的氫離子（ H+），變成氫氣逸出，即發(fā)生氫反應 公式 上述電化學腐蝕結果，使 α 片不斷被腐蝕而凹陷 ,(Fe3C)片不斷受腐蝕而凸起，從而使原來平滑表面變得凸凹不平（圖 123b），顯示出珠光體層片狀形貌。這是觀察金屬顯微組織之前必須進行腐蝕的原因。 3 3e F e e??? 213 3 12H e H? ?? + 第五節(jié) 零件的腐蝕失效 2. 局部腐蝕： 1）電偶腐蝕：異類材料連接在一起，由于電極電位不同而發(fā)生的電化學腐蝕。 2）小孔腐蝕：金屬表面微小區(qū)域因氧化膜破損或析出相和夾雜物剝落，引起該處電極電位降低而出現(xiàn)小孔并向深度發(fā)展的現(xiàn)象，又稱點蝕。 3）縫隙腐蝕：指電解質(zhì)進入零件的縫隙中出現(xiàn)縫內(nèi)金屬加速腐蝕的現(xiàn)象。 二 . 電化學腐蝕 第五節(jié) 零件的腐蝕失效 1. 應力腐蝕：零件在 拉應力 和特定的 化學介質(zhì) 聯(lián)合作用下作用所產(chǎn)生的低應力脆性斷裂現(xiàn)象。 三 . 應力腐蝕 1）引起應力腐蝕的拉應力很小，如果沒有腐蝕介質(zhì)存在，零件在該應力作用下長期工作不發(fā)生斷裂； 2）引起應力腐蝕的介質(zhì)的腐蝕性較弱，如果沒有拉應力，零件在該介質(zhì)中耐腐蝕； 第五節(jié) 零件的腐蝕失效 2. 應力腐蝕斷裂過程： 三 . 應力腐蝕 裂紋形成和擴展過程： 1）在拉應力作用下，零件表面鈍化膜在應力集中點被破壞，該處稱為陽極，鈍化膜為陰極，構成微電池形成腐蝕坑，裂紋萌生 2）在拉應力和介質(zhì)的聯(lián)合作用下裂紋不斷擴展導致斷裂。 第五節(jié) 零件的腐蝕失效 3. 材料抵抗應力腐蝕的力學性能指標： KISCC 三 . 應力腐蝕 應力腐蝕臨界應力場強度因子， 物理意義：表示拉應力和特定腐蝕介質(zhì)聯(lián)合作用下材料抵抗裂紋失穩(wěn)擴展的能力 第五節(jié) 零件的腐蝕失效 1. 抗 氧化腐蝕 措施： 四 . 改善零件腐蝕抗力的措施 1）選擇抗氧化材料，如耐熱鋼、高溫合金、耐熱鑄鐵、陶瓷材料。 2）表面涂層如噴涂鋁、陶瓷。 2. 抗 電化學腐蝕 措施： 1）選擇耐腐蝕材料，如不銹鋼、耐蝕合金、陶瓷材料、高分子材料。 2）表面涂層如電鍍 Ni、 Cr，熱噴涂陶瓷。 3）電化學保護，如犧牲陽極保護、外加電位陰極保護 4）加緩蝕劑降低電解質(zhì)腐蝕性。 第五節(jié) 零件的腐蝕失效 3. 抗 應力腐蝕 措施： 四 . 改善零件腐蝕抗力的措施 1）設計時，減小拉應力和應力集中； 2）進行去應力退貨消除 殘余拉應力； 3）根據(jù)工作介質(zhì)選擇在該介質(zhì)中對應力腐蝕不敏感材料； 4）改變介質(zhì)條件，清除有害化學離子。 第六節(jié) 零件在高溫下的蠕變變形和斷裂失效 長期在高溫條件下運轉 一 . 高溫對金屬力學性能的影響 高壓蒸汽鍋爐，汽輪機、燃氣輪機、柴油機等 材料 材料既要考慮室溫力學性能也要考慮高溫性能 1)高溫下材料的強度隨溫度升高而降低 2）高溫下材料強度隨加載時間延長而降低 第六節(jié) 零件在高溫下的蠕變變形和斷裂失效 二 . 蠕變極限和持久強度 1)高溫下材料的強度隨溫度升高而降低 2）高溫下材料強度隨加載時間延長而降低 建立評定材料高溫性能的指標：蠕變極限和持久強度 演講完畢，謝謝觀看！