摩擦磨损与润滑2(2)

⑶当温度到达T2后，由于表面温度相当高，足够引起表面层的相变（如出现“白层”结构）它将阻碍塑性变形的发展，建立氧化膜。⑷温度再升高到T3，此时可使表面层迅速变成硬化状态。在表面上形成氧化层为主要反应，而不发生金属转移。所以磨损率又下降。粘着磨损的特征 5.查尔德（Child）的研究研究了载荷与速度对软钢-软钢无润滑条件下的磨损状态，表明磨损随工作条件的改变而发生转化。⑴在低速低载荷范围（A区），金属表面发生硬化，并降低了粗糙度。在氧化膜的保护下，磨损基本上属于氧化膜的机械磨损。 5.查尔德（Child）的研究⑵速度和载荷稍高（B区），氧化膜有可能破裂而产生严重的金属转移及磨损。⑶在更高的速度下（C区），由于摩擦热引起氧化及相变硬化，又恢复了氧化膜的保护作用。 5.查尔德（Child）的研究⑷当速度再提高（D区），由于温度升高，严重的表面软化现象又可以引起严重磨损。⑸速度再高（E区），则又出现氧化膜起主导作用的现象。 讨论？4.2.4防止和减轻粘着磨损的措施1.合理选择摩擦副材料 摩擦副宜选用互溶性小的金属。在抗粘着能力方面，多相金属优于单相金属，脆性材料优于塑性材料，因其粘着破坏的深度较浅。非金属材料（如高分子材料、陶瓷等）不易与金属产生粘着磨损。2.表面处理采用表面氧化、渗硫、电镀或采用非金属涂层，均可提高摩擦表面抗粘着的能力，可有效地阻止金属的粘着。 3.减小摩擦热控制PV值，或加强摩擦表面的冷却，以消除产生粘着磨损的高温。4.在润滑剂中加油性添加剂或极压添加剂油性添加剂可提高润滑油在金属表面的吸附能力，保持良好的边界润滑状态。极压添加剂可分解出磷、硫、氯等活性元素，与金属表面起化学反应而形成化学反应膜，以有效地防止或减轻金属表面的粘着。 §4.3 磨粒磨损磨粒磨损是指在摩擦过程中，由于摩擦表面上硬的微凸体或摩擦界面上的硬颗粒而引起物体表面材料损耗的一种磨损。据统计，因磨粒磨损而产生的损失约占各类磨损所造成的全部损失的一半。油田设备中许多零件的磨损都属于磨粒磨损。 4.3.1主要类型由于物体表面本身硬的微凸体使对偶表面产生的磨粒磨损称为两体磨粒磨损（Two-body abrasive wear）；由于摩擦表面上存在自由硬颗粒而产生的磨粒磨损称为三体磨粒磨损(Three-body abrasive wear)。依磨损表面损坏形式的不同，磨粒磨损又可分为以下三种类型。 1.低应力擦伤磨料磨损（擦伤）磨料作用于表面的应力不超过磨料的压溃强度材料表面产生擦伤（或微小切削痕）。 2.高应力碾碎式磨料磨损（刮伤）磨料与金属表面接触处的最大压应力，大于磨料的压溃强度一般金属材料被拉伤，韧性材料产生塑性变形或疲劳，脆性材料发生碎裂或剥落 3.凿削式磨料磨损（犁沟）磨料对材料表面产生高应力碰撞从材料表面上凿削下大颗粒的金属。被磨表面有较深的沟槽 4.3.2磨损机理1.三种假说⑴微量切削假说：磨损是由于磨料颗粒在金属表面发生的微量切削；⑵疲劳破坏假说：磨损是由于磨料在金属表面上产生交变的接触应力引起；⑶压痕假说：磨损是由于硬质磨料对塑性材料表面引起压痕，从表面上挤出的剥落物。 2.磨料磨损的模型在垂直方向的投影面积为πr2（圆面积），软材料的压缩屈服极限σb，法向载荷N。滑动时只有半个锥面（前进方向的锥面）承受载荷。共有n个微凸体。则所受的法向2N?r2?b12载荷N为：n?N??Ni???r?b?n22?b?r2水平方向的投影面积为一个三角形。磨损量：Q＝nxrL,w?Q?nxrLx?rtg?N?ka?NHw?2tg????b w?2tg???N?b?ka?NHka不仅包含了微凸体的形状因素，还包含磨损类型的区别。一般二体磨损（零件在磨料中工作）取较大值；三体磨损（磨粒夹在摩擦面之间）则取较小值。此式与粘着磨损有同样的形式：与法向载荷成正比，与软材料的硬度呈反比。 前苏联的研究工作者赫鲁晓夫（М.М.Хрущов）认为材料硬度是磨料磨损最重要的参数。下图表示了体积磨损Q与材料硬度Hm和磨粒硬度Ha之间的关系。QHm≥1.3Ha 为Ⅰ区,低磨损状态；0.8Ha