由本人自己,基于机械工业出版社《工程材料力学性能》第2版(束德林主编),针对四川大学材料学院金属材料工程系期末复习整理。
4、影响接触疲劳寿命的因素:
内因:
A、非金属夹杂物:脆性非金属夹杂物对疲劳强度有害。适量的塑性非金属夹杂物(硫化物)能提高接触疲劳强度。塑性硫化物随基体一起塑性变形,当硫化物把脆性夹杂物包住形成共生夹杂物时,可以降低脆性夹杂物的不良影响。生产上尽可能减少钢中非金属夹杂物。
B、热处理组织状态:接触疲劳强度主要取决于材料的抗剪切强度,并有一定的韧性相配合。当马氏体含碳量在0.4~0.5w%时,接触疲劳寿命最高。马氏体和残余奥氏体的级别。残余奥氏体越多,马氏体针越粗大,越容易产生微裂纹,疲劳强度低。未溶碳化物和带状碳化物越多,接触疲劳寿命越低。
C、表面硬度和心部硬度:在一定硬度范围内,接触疲劳强度随硬度的升高而增加,但并不保持正比线性关系。 表面形成一层极薄的残余奥氏体层,因表面产生微量塑性变形和磨损,增加了接触面积,减小了应力集中,反而增加了接触疲劳寿命。渗碳件心部硬度太低,表层硬度梯度过大,易在过渡区内形成裂纹而产生深层剥落。 表面硬化层深度和残余内应力。硬化深度要适中,残余压应力有利于提高疲劳寿命。
外因:
A、表面粗糙度:减少加工缺陷,降低表面粗糙度,提高接触精度,可以有效增加接触疲劳寿命。接触应力低,表面粗糙度对疲劳寿命影响较大。接触应力高,表面粗糙度对疲劳寿命影响较小。
B、硬度匹配:两个接触滚动体的硬度和装配质量等都应匹配适当。
(4)、提高耐粘着磨性的措施:
A、首要要注意摩擦副配对材料的选择
其基本原则是配对材料的粘着倾向应比较小,如选用互溶性小的材料配对;选用表面易形成化合物的材料配对;金属与非金属配对,如金属与高分子配对,以及选用淬硬钢或淬硬钢与灰铸铁配对等都有明显效果。
B、采用表面化学热处理改变材料表面状态
可有效地减轻粘着磨损。如果沿接触面上产生粘着磨损,可进行渗碳、磷化、碳氮共渗处理或涂覆镍-磷合金等。表面化学热处理在金属表面形成一层化合物层或非金属层,既避免摩擦副直接直接接触,又减少摩擦因数,故可防止粘着。如果粘着磨损发生在较软的一方材料机件内部,则采用渗碳、渗氮碳氮共渗及碳氮硼三元共渗等工艺有一定效果。
C、控制摩擦滑动速度和接触压应力
改善润滑条件,提高表面膜与基体金属的结合能力,以增强氧化膜的稳定性,阻止金属之间直接接触,以及降低表面粗糙度等也都可以减轻粘着磨损。
第八章 金属高温力学性能
★等强温度:晶粒与晶界两者强度相等的温度,TE。
★约比温度:试验温度与金属熔点的比值T/Tm(热力学温
度表示),>0.5时,高温,否则低温。
一、金属的蠕变现象
★蠕变:金属在长时间的恒温、恒载荷作用下缓慢地产生
塑性变形的现象为蠕变。由蠕变变形导致的材料的断裂,
称为蠕变断裂。
★蠕变过程(三个阶段):减速蠕变阶段、恒速蠕变阶段、加速蠕变阶段
应力松弛:在规定温度和初始应力条件下,金属材料中的应力随时间增加而减小的现象。
二、蠕变变形和蠕变断裂机理
1、蠕变变形机理:位错滑移蠕变,外来热激活能,有利于加强位错的运动(滑移、攀移、交滑移等),克服短程障碍。扩散蠕变,约比温度>0.5,高温和应力的作用下,空位、原子的定向扩散(不均匀应力场)。
2、 蠕变断裂机理
蠕变断裂机理
(1)在三晶粒交会处形成楔形裂纹