机械加工的切削非金属夹杂物颗粒形状测量显微镜

机械加工的切削非金属夹杂物颗粒形状测量显微镜

为描述接触表面上产生的运动过程，已经提出了好几种
模型．由于界面力作用的结果，在表面上，伴随着形状及尺寸
的变化就会有材料的移动，否则便会从表面上把材料磨掉而
造成碎屑，或二者兼而有之．在产生碎屑的部位，可以根据单
位时间或单位滑动距离磨掉的材料多少去评定磨损速率．
  不能将经过常规工艺精加工表面看作绝对平面．从微观
上说，这种平面是由凸起和凹陷的部分组成的．根据所用的
精加工方法，这种凹凸排列可以是毫无规律的，也可以呈脊条
状．、精加工或抛光得越好，表面粗糙度就越低．将两个表面
合到一起，其上与凸起部位相接触的只是名义总接触面积的
一部分，同时凸起部位随后的行为也将受到材料特性及施加
载荷的控制．在接触点之间有滑动力起到防止各接触点间
产生粘合作用时便产生摩擦．因此在润滑条件下，我们便可
以在这两个表面之间置入一层润滑剂膜，以使接触点的数目
减至最少，同时代之以另一种系统，在这一系统中，被破坏的
粘合部位的强度相当低．

有关磨损机制的一些思路，有待根据磨损过程中产生的
碎片形状去建立．这些碎片的形状往往为碟形．在此情况
下曾有人提出，表面上一个凸起的塑性变形，会使该凸起变得
稍为平缓．由予应变在表面上累积的结果，会在表面的下方
产生裂纹，最后则从表面薄弱的部位剪切断，亦即变了形的
那部分材料发生剥离．这种亚表面开裂可以从第二相粒子(如
夹杂物)生核．一般说，第二相粒子与基体的粘附力总是低的，
而且夹杂物还会平行于表面产生定向变形．如果表面层在剥
离前因加工硬化而变脆，则更容易朝表面发生断裂，致使第二
相粒子被拉成扁长形状．

  其它形状的粒子有圆头楔形(非薄片状)的和球形的．前
者是由于在表面上起始的低周、高应力疲劳裂纹，于轧制过
程中因相反方向上的滑动造成的结果，这类裂纹以35°的角
度扩展啪．球状粒子可以用不同的方法解释为，是由当初就
已落在孔洞或裂纹中的不规则形状粒子经抛光作用而造成
的，或是由于不规则形状的粒子受到发热作用而球化，亦声由
于油中所含细小粒子的凝聚所致． 
 
  条带状的粒子，其形状类似于机加工的切削，是磨削机制
所造成的．在这一机制中，嵌入的粒子或凸起比相对的表面
还要坚硬，其作用如同切削刀具，并以刀具的方式将材料切
掉．金属的这种磨削作用同非金属污染物尤其有关，这种污
染物可以是显微组织本身所含的非金属夹杂物，也可以是灰
尘颗粒或是附着的磨掉颗粒，这种颗粒本身则因脱离了表面
而被氧化．

  显微组织中存在有质硬的第二相，如碳化物，只要显微组
织变得凹凸不平，便会加速相对表面的磨耗．如果有质软相
构成的区域存在，则该表面将被磨出沟槽．在对硬的钢进行
机加工时，刀具的磨损要受这两种材料中碳化物的相对尺寸
所影响．当刀具中的碳化物尺寸小、分布均匀、同时碳化物之
间的间距也小时，若是工件中的碳化物经过如球化处理而变
得粗大，则刀具的磨损最小．当工件中碳化物的间距比刀具
中的小时，刀具的磨损便要增大．

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