不规则形状颗粒磨损显微特征,表面粗糙度测量仪

不规则形状颗粒磨损显微特征,表面粗糙度测量仪

不规则形状颗粒磨损这一重要概念，已被人们普遍认为
是附着物磨损．配合面上的凸起，在载荷作用下相互接触时，
将会变形，其接触面积要随这两种材料的弹、塑性流变应力和
施加载荷而变化．整个接触面积常会发生粘合，其程度要由
材料的性质及氧化程度来决定．如果相接触的材料一样，则
会助长整个界面粘到一起，而且凸起部位的变形也相同．  由
于摩擦力的连续作用，粘在一起的凸起部位常会在连接处的
一侧被剪切断，分离开的碎片将被带到另一个凸起部位上．这
些部位可能通过进一步的滑动而相当快地解离，或者是在直
到发生失稳以前，一直都会通过不断从相对的表面粘取更多
的材料而长大． 
 
  为了将附着物磨损的程度降至最低，必须减少凸起部位
的接触面积．显然，对给定材料来说，降低连接点处的载荷必
须减少凸起部位的变形量，因此也减少了接触面积．同样，提
高材料的屈服应力，即提高材料硬度，也会减轻附着物磨损．
目前，利用简单的附着物磨损理论时，尚有一些困难，例
如，剪切裂纹是怎样穿过一个凸起部位而扩展的，疲劳过程涉
及的范围有多大等等都不清楚．有些人甚至断言：凸起部位
问的机械联锁最后造成的流动以及在任一侧或是两侧同时发
生的剪切这三者，都为观察到的现象提供了令人满意的解释，
除非没有真正粘牢．在某些情况下，通过磨耗过程而使氧化
膜的形成与重被磨掉成为一个重要的因素．微振磨蚀正是这
种情形，这是在两个未润滑表面承受小的相对往复运动时产
生的腐蚀过程．

  在简单介绍了磨损的基本机制之后，就可以对选取能将
磨损减至最低程度的系统问题做出总的说明．名义载荷最低
和润滑良好这两点均已讲过了．而在磨损过程中产生的塑性
变形及断裂过程、表面原有的屈服强度或硬度，也就是在尚未
断裂时因变形而达到的硬度，I都是重要的特性．不易变形或
不易断裂的材料，即强韧的材料是耐磨的．而且与提高屈服
强度有关的显微组织特征，也就是晶粒尺寸细小、强化相沉淀
也很细小等等，同样也与优良的耐磨性有关．在磨耗时，如果
表面硬度比污染颗粒的高，则后者就会变形或断裂，从而防止
了磨损．因此，非常硬的配合面更能承受砂砾等物的作用，例
如，已经用碳化硅零件去制造污水处理阀，这主要是为了提高
耐冲刷腐蚀的能力，而不是为了提高耐摩擦磨损的能力．

  亚表面裂纹会借助疲劳机制而产生，它会按前面提到的
磨损方式造成剥离．同样，剪切裂纹会使凸起部位与表面分
开，这种裂纹可能是在与相对的表面接触时有几周的摩擦造
成的结果，也许这种裂纹就是低周、高应变疲劳的特征．不
过，到现在为止尚未提出过耐磨性与耐疲劳性之间的定量关
系．

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