【正文】 當(dāng)摩擦副表面相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在發(fā)生塑性變形的同時(shí)，零件表面已形成的氧化膜在摩擦接觸點(diǎn)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(fù)形成，造成金屬表面物質(zhì)不斷 損耗 的過(guò)程。 普遍性： ；任何摩擦速度； ； 都會(huì)發(fā)生 第四節(jié) 零件的磨損失效 2). 微動(dòng)磨損： 在機(jī)械的嵌合部位，如嵌合連接的汽輪機(jī)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(méi)有明顯的相對(duì)位移，但在外部交變載荷作用和震動(dòng)的影響下卻產(chǎn)生 微小的相對(duì)滑動(dòng) dl(220μ m),此時(shí)配合表面上產(chǎn)生大量褐色（鋼質(zhì)機(jī)件表面）或黑色（鋁或鎂合金機(jī)件表面）的粉末狀磨損產(chǎn)物。 特點(diǎn)：微動(dòng)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(dòng)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(yīng)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(dòng)軸承、鋼軌和輪箍等）兩接觸面作滾動(dòng)或滾動(dòng)加滑動(dòng)摩擦?xí)r，在交變接觸壓應(yīng)力的長(zhǎng)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(diǎn)也叫麻點(diǎn)磨損或疲勞磨損。 少數(shù)麻點(diǎn)時(shí)，仍能工作，麻點(diǎn)剝落嚴(yán)重時(shí)，零件失效。 后果： 齒輪有大量麻點(diǎn)后，嚙合惡化，噪聲增大，振動(dòng)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(kuò)展的過(guò)程，其破壞的三種形式： 裂紋源于表層的麻點(diǎn)剝落： 它是零件在 有滾動(dòng)并滑動(dòng) ，其表面有沿滾動(dòng)方向的摩擦力時(shí)，并有潤(rùn)滑油存在的情況下產(chǎn)生的。 零件表面切應(yīng)力大，裂紋首先在表面形成，潤(rùn)滑油進(jìn)入裂紋被封閉時(shí)，裂紋內(nèi)壁產(chǎn)生很大內(nèi)應(yīng)力，加速裂紋擴(kuò)展引起麻點(diǎn)剝落。 裂紋源于次層的麻點(diǎn)剝落： 它是裂紋在 純滾動(dòng) 或光潔、摩擦力很小、接近于純滾動(dòng)的情況下產(chǎn)生的。 零件次表面處的切應(yīng)力最大，發(fā)生塑性變形而形成，在交變切應(yīng)力作用下裂紋不斷向表面擴(kuò)展而造成剝落，留下一個(gè)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(kuò)展的過(guò)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(guò)表面硬化處理如表面淬火表面化學(xué)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(yīng)力，和心部和交界處發(fā)生殘留壓應(yīng)力向殘留拉應(yīng)力的轉(zhuǎn)移，當(dāng)殘留應(yīng)力與接觸應(yīng)力引起的綜合切應(yīng)力大于材料的屈服極限時(shí)，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(duì)材料 異類材料比同類材料配對(duì)磨損量小； 多相合金比單相合金配對(duì)磨損量小。 硬度差大的比硬度差小的配對(duì)磨損量??； 金屬與非金屬配對(duì)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(rùn)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(yīng)力 粘著磨損量隨接觸壓應(yīng)力增大而增加，接觸壓力超過(guò)材料硬度值的 1/3時(shí)，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(yīng)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(shè)計(jì)時(shí)，減小接觸壓力和滑動(dòng)摩擦距離及改善潤(rùn)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(jié)合力。 凡提高基體金屬表面硬度或形成與基體金屬牢固結(jié)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(dòng)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(dòng)和滑動(dòng)距離 3）減小應(yīng)力集中 — 對(duì)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(kuò)展，如采用整體淬火、表面淬火、表面化學(xué)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(qiáng)度和硬度，增加硬化層深度，細(xì)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(rùn)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(xué)反應(yīng)或電化學(xué)反應(yīng)引起的表面損傷現(xiàn)象，分別稱之為 化學(xué)腐蝕 和 電化學(xué)腐蝕 。 一. 高溫氧化腐蝕 二. 電化學(xué)腐蝕 三. 應(yīng)力腐蝕 第五節(jié) 零件的腐蝕失效 高溫化學(xué)腐蝕： 除少數(shù)金屬如金、鉑外，大多數(shù)金屬在空氣中都會(huì)發(fā)生氧化，形成氧化膜。在室溫或者溫度不高時(shí)，氧化過(guò)程進(jìn)行很慢，然而在較高溫度下，氧化過(guò)程明顯加快。由于氧化膜較脆，其力學(xué)性能明顯低于基體金屬，而且氧化也造成零（構(gòu)）件有效截面減小，從而降低了零（構(gòu)）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(guò)程（以 +2價(jià)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(jié)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(xué)腐蝕： 金屬發(fā)生電化學(xué)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(gòu)成 微電池 。 二 . 電化學(xué)腐蝕 第五節(jié) 零件的腐蝕失效 電化學(xué)腐蝕： 在機(jī)器或金屬結(jié)構(gòu)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(huì)發(fā)生電化學(xué)腐蝕 . 二 . 電化學(xué)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(gòu)成了無(wú)數(shù)個(gè)微電池，有（ 圖 123a）所示，鐵素體（ α ）的電極電位較低，成為陽(yáng)極， α 中的鐵原子變成離子進(jìn)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(dǎo)給算中的氫離子（ H+），變成氫氣逸出，即發(fā)生氫反應(yīng) 公式 上述電化學(xué)腐蝕結(jié)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(lái)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(jìn)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(xué)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(diǎn)蝕。 3）縫隙腐蝕：指電解質(zhì)進(jìn)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(xué)腐蝕 第五節(jié) 零件的腐蝕失效 1. 應(yīng)力腐蝕：零件在 拉應(yīng)力 和特定的 化學(xué)介質(zhì) 聯(lián)合作用下作用所產(chǎn)生的低應(yīng)力脆性斷裂現(xiàn)象。 三 . 應(yīng)力腐蝕 1）引起應(yīng)力腐蝕的拉應(yīng)力很小，如果沒(méi)有腐蝕介質(zhì)存在，零件在該應(yīng)力作用下長(zhǎng)期工作不發(fā)生斷裂； 2）引起應(yīng)力腐蝕的介質(zhì)的腐蝕性較弱，如果沒(méi)有拉應(yīng)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(yīng)力腐蝕斷裂過(guò)程： 三 . 應(yīng)力腐蝕 裂紋形成和擴(kuò)展過(guò)程： 1）在拉應(yīng)力作用下，零件表面鈍化膜在應(yīng)力集中點(diǎn)被破壞，該處稱為陽(yáng)極，鈍化膜為陰極，構(gòu)成微電池形成腐蝕坑，裂紋萌生 2）在拉應(yīng)力和介質(zhì)的聯(lián)合作用下裂紋不斷擴(kuò)展導(dǎo)致斷裂。 第五節(jié) 零件的腐蝕失效 3. 材料抵抗應(yīng)力腐蝕的力學(xué)性能指標(biāo)： KISCC 三 . 應(yīng)力腐蝕 應(yīng)力腐蝕臨界應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子， 物理意義：表示拉應(yīng)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(kuò)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(xué)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(xué)保護(hù)，如犧牲陽(yáng)極保護(hù)、外加電位陰極保護(hù) 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(yīng)力腐蝕 措施： 四 . 改善零件腐蝕抗力的措施 1）設(shè)計(jì)時(shí)，減小拉應(yīng)力和應(yīng)力集中； 2）進(jìn)行去應(yīng)力退貨消除 殘余拉應(yīng)力； 3）根據(jù)工作介質(zhì)選擇在該介質(zhì)中對(duì)應(yīng)力腐蝕不敏感材料； 4）改變介質(zhì)條件，清除有害化學(xué)離子。 第六節(jié) 零件在高溫下的蠕變變形和斷裂失效 長(zhǎng)期在高溫條件下運(yùn)轉(zhuǎn) 一 . 高溫對(duì)金屬力學(xué)性能的影響 高壓蒸汽鍋爐，汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、柴油機(jī)等 材料 材料既要考慮室溫力學(xué)性能也要考慮高溫性能 1)高溫下材料的強(qiáng)度隨溫度升高而降低 2）高溫下材料強(qiáng)度隨加載時(shí)間延長(zhǎng)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(qiáng)度 1)高溫下材料的強(qiáng)度隨溫度升高而降低 2）高溫下材料強(qiáng)度隨加載時(shí)間延長(zhǎng)而降低 建立評(píng)定材料高溫性能的指標(biāo)：蠕變極限和持久強(qiáng)度 演講完畢，謝謝觀看！