磨損基本概念

磨損是零部件失效的一種基本類(lèi)型。通常意義上來(lái)講，磨損是指零部件幾何尺寸（體積）變小。

零部件失去原有設(shè)計(jì)所規(guī)定的功能稱(chēng)為失效。失效包括完全喪失原定功能；功能降低和有嚴(yán)重?fù)p傷或隱患，繼續(xù)使用會(huì)失去可靠性及安全性。

磨損磨損的分類(lèi)

按照表面破壞機(jī)理特征，磨損可以分為磨粒磨損、粘著磨損、表面疲勞磨損、腐蝕磨損和微動(dòng)磨損等。前三種是磨損的基本類(lèi)型，后兩種只在某些特定條件下才會(huì)發(fā)生。

磨粒磨損：物體表面與硬質(zhì)顆?；蛴操|(zhì)凸出物（包括硬金屬）相互摩擦引起表面材料損失。

粘著磨損：摩擦副相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于固相焊合作用的結(jié)果，造成接觸面金屬損耗。

表面疲勞磨損：兩接觸表面在交變接觸壓應(yīng)力的作用下，材料表面因疲勞而產(chǎn)生物質(zhì)損失。

腐蝕磨損：零件表面在摩擦的過(guò)程中，表面金屬與周?chē)橘|(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)，因而出現(xiàn)的物質(zhì)損失。

微動(dòng)磨損：兩接觸表面間沒(méi)有宏觀相對(duì)運(yùn)動(dòng)，但在外界變動(dòng)負(fù)荷影響下，有小振幅的相對(duì)振動(dòng)（小于100μm），此時(shí)接觸表面間產(chǎn)生大量的微小氧化物磨損粉末，因此造成的磨損稱(chēng)為微動(dòng)磨損

磨損表征材料磨損性能的參量

為了反映零件的磨損，常常需要用一些參量來(lái)表征材料的磨損性能。常用的參量有以下幾種：

(1)磨損量 由于磨損引起的材料損失量稱(chēng)為磨損量，它可通過(guò)測(cè)量長(zhǎng)度、體積或質(zhì)量的變化而得到，并相應(yīng)稱(chēng)它們?yōu)榫€(xiàn)磨損量、體積磨損量和質(zhì)量磨損量。

(2)磨損率 以單位時(shí)間內(nèi)材料的磨損量表示，即磨損率I=dV /dt (V為磨損量,t為時(shí)間）。

(3)磨損度 以單位滑移距離內(nèi)材料的磨損量來(lái)表示，即磨損度E=dV/dL (L為滑移距離）。

(4)耐磨性 指材料抵抗磨損的性能，它以規(guī)定摩擦條件下的磨損率或磨損度的倒數(shù)來(lái)表示，即耐磨性=dt/dV或dL/dV。

(5)相對(duì)耐磨性 指在同樣條件下，兩種材料（通常其中一種是Pb-Sn合金標(biāo)準(zhǔn)試樣）的耐磨性之比值，即相對(duì)耐磨性εw=ε試樣/ε標(biāo)樣。

磨損磨損失效過(guò)程

機(jī)械零件的磨損失效常經(jīng)歷一定的磨損階段。圖1a所示為典型的磨損過(guò)程曲線(xiàn)，圖1b表示磨損過(guò)程曲線(xiàn)的斜率，即磨損率曲線(xiàn)。根據(jù)磨損率曲線(xiàn)，可以將磨損失效過(guò)程分為三個(gè)階段。

(1)跑合磨損階段（圖中0a段） 新的摩擦副在運(yùn)行初期，由于對(duì)偶表面的表面粗糙度值較大，實(shí)際接觸面積較小，接觸點(diǎn)數(shù)少而多數(shù)接觸點(diǎn)的面積又較大，接觸點(diǎn)粘著嚴(yán)重，因此磨損率較大。但隨著跑合的進(jìn)行，表面微峰峰頂逐漸磨去，表面粗糙度值降低，實(shí)際接觸面積增大，接觸點(diǎn)數(shù)增多，磨損率降低，為穩(wěn)定磨損階段創(chuàng)造了條件。為了避免跑合磨損階段損壞摩擦副，因此跑合磨損階段多采取在空車(chē)或低負(fù)荷下進(jìn)行；為了縮短跑合時(shí)間，也可采用含添加劑和固體潤(rùn)滑劑的潤(rùn)滑材料，在一定負(fù)荷和較高速度下進(jìn)行跑合。跑合結(jié)束后，應(yīng)進(jìn)行清洗并換上新的潤(rùn)滑材料。

(2)穩(wěn)定磨損階段（圖中ab段） 這一階段磨損緩慢且穩(wěn)定，磨損率保持基本不變，屬正常工作階段，圖中相應(yīng)的橫坐標(biāo)就是摩擦副的耐磨壽命。

(3)劇烈磨損階段（圖中bc段） 經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定磨損后，由于摩擦副對(duì)偶表面間的間隙和表面形貌的改變以及表層的疲勞，其磨損率急劇增大，使機(jī)械效率下降、精度喪失、產(chǎn)生異常振動(dòng)和噪聲、摩擦副溫度迅速升高，最終導(dǎo)致摩擦副完全失效。

有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)下列情況：

(1)在跑合磨損階段與穩(wěn)定磨損階段無(wú)明顯磨損。當(dāng)表層達(dá)到疲勞極限后，就產(chǎn)生劇烈磨損，滾動(dòng)軸承多屬于這種類(lèi)型。

(2)跑合磨損階段磨損較快，但當(dāng)轉(zhuǎn)入穩(wěn)定磨損階段后，在很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)磨損甚微，無(wú)明顯的劇烈磨損階段。一般特硬材料的磨損（如刀具等）就屬于這一類(lèi)。

(3)某些摩擦副的磨損，從一開(kāi)始就存在著逐漸加速磨損的現(xiàn)象，如閥門(mén)的磨損就屬于這種情況。

3、表面疲勞磨損

摩擦副兩對(duì)偶表面作滾動(dòng)或滾滑復(fù)合運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于交變接觸應(yīng)力的作用，使表面材料疲勞斷裂而形成點(diǎn)蝕或剝落的現(xiàn)象，稱(chēng)為表面疲勞磨損（或接觸疲勞磨損）。

如前所述，粘著磨損和磨粒磨損，都起因于固體表面間的直接接觸。如果摩擦副兩對(duì)偶表面被一層連續(xù)不斷的潤(rùn)滑膜隔開(kāi)，而且中間沒(méi)有磨粒存在時(shí)，上述兩種磨損則不會(huì)發(fā)生。但對(duì)于表面疲勞磨損來(lái)說(shuō)，即使有良好的潤(rùn)滑條件，磨損仍可能發(fā)生。因此，可以說(shuō)這種磨損一般是難以避免的。

磨擦損耗。

唐 劉叉 《偶書(shū)》詩(shī)：“野夫怒見(jiàn)不平處，磨損胸中萬(wàn)古刀?！?谷峪 《蘿北半月》：“今年拖拉機(jī)給我們耕的地，光耗油和機(jī)件磨損計(jì)算下來(lái)就賠百分之五十的賬?！薄痘ǔ恰?981年第2期：“有一天在省建委開(kāi)會(huì)，他半開(kāi)玩笑地對(duì)主任說(shuō)：‘機(jī)器全磨損了，上油也不行了，另請(qǐng)高明吧！’”

[wear and tear] 機(jī)器或別的物體因?yàn)槟Σ粱蚴褂枚斐傻膿p耗。也叫“磨耗”

這臺(tái)機(jī)器基本上沒(méi)有什么磨損

詞目：磨損

拼音：mó sǔn

解釋?zhuān)?機(jī)器或別的物體因?yàn)槟Σ粱蚴褂枚斐傻膿p耗。也叫“磨耗” 。

表面疲勞磨損形成的原因，按照疲勞裂紋產(chǎn)生的位置，目前存在兩種解釋。

磨損裂紋從表面上產(chǎn)生

摩擦副兩對(duì)偶表面在接觸過(guò)程中，由于受到法向應(yīng)力和切應(yīng)力的反復(fù)作用，必然引起表層材料塑性變形而導(dǎo)致表面硬化，最后在表面的應(yīng)力集中源（如切削痕、碰傷、腐蝕或其它磨損的痕跡等）出現(xiàn)初始裂紋，如圖1所示，該裂紋源以與滾動(dòng)方向小于45°的傾角由表向內(nèi)擴(kuò)伸。當(dāng)潤(rùn)滑油楔入裂紋中后，若滾動(dòng)體的運(yùn)動(dòng)方向與裂紋方向一致，當(dāng)接觸到裂口時(shí)，裂口封住，裂紋中的潤(rùn)滑油則被堵塞在裂紋內(nèi)，因滾動(dòng)使裂紋內(nèi)的潤(rùn)滑油產(chǎn)生很大壓力將裂紋擴(kuò)展，經(jīng)交變應(yīng)力重復(fù)作用，裂紋發(fā)展到一定深度后則成為懸臂梁形狀，在油壓作用下材料從根部斷裂而在表面形成扇形的疲勞坑，造成表面疲勞磨損，這種磨損稱(chēng)為點(diǎn)蝕。點(diǎn)蝕主要發(fā)生在高質(zhì)量鋼材以滑動(dòng)為主的摩擦副中，這種磨損的裂紋形成時(shí)間很長(zhǎng)，但擴(kuò)展速度十分迅速。

磨損裂紋從表層下產(chǎn)生

兩點(diǎn)（或線(xiàn)）接觸的摩擦副對(duì)偶表面，最大壓應(yīng)力發(fā)生在表面，最大切應(yīng)力發(fā)生在距表面0. 786a (a是點(diǎn)或線(xiàn)接觸區(qū)寬度的一半）處。在最大切應(yīng)力處，塑性變形最劇烈，且在交變應(yīng)力作用下反復(fù)變形，使該處材料局部弱化而出現(xiàn)裂紋。裂紋首先順滾動(dòng)方向平行于表面擴(kuò)展，然后分叉延伸到表面，使表面材料呈片狀剝落而形成淺凹坑，造成表面疲勞磨損，這種磨損常稱(chēng)為鱗剝。若在表層下最大切應(yīng)力處附近有非塑性?shī)A雜物等缺陷，造成應(yīng)力集中，則極易早期產(chǎn)生裂紋而引起疲勞磨損，這種表面疲勞磨損主要發(fā)生在以滾動(dòng)為主的一般質(zhì)量的鋼制摩擦副中。這種磨損的裂紋形成時(shí)間較短，但裂紋擴(kuò)展速度較慢。這種從表層下產(chǎn)生裂紋的疲勞磨損通常是滾動(dòng)軸承的主要破壞形式。

滾動(dòng)接觸疲勞磨損要經(jīng)過(guò)一定的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)之后才發(fā)生明顯的磨損，并很快形成較大的磨屑，使摩擦副對(duì)偶表面出現(xiàn)凹坑而喪失其工作能力；而在此之前磨損極微，可以不計(jì)。這與粘著磨損和磨粒磨損從一開(kāi)始就發(fā)生磨損并逐漸增大的情況完全不同。因此，對(duì)滾動(dòng)接觸疲勞磨損來(lái)說(shuō)，磨損度或磨損率似乎不是一個(gè)很有用的參數(shù)，更有意義的是表面出現(xiàn)凹坑前的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。

磨損材料性能

鋼中的非塑性?shī)A雜物等冶金缺陷，對(duì)疲勞磨損有嚴(yán)重的影響。如鋼中的氮化物、氧化物、硅酸鹽等帶棱角的質(zhì)點(diǎn)，在受力過(guò)程中，其變形不能與基體協(xié)調(diào)而形成空隙，構(gòu)成應(yīng)力集中源，在交變應(yīng)力作用下出現(xiàn)裂紋并擴(kuò)展，最后導(dǎo)致疲勞磨損早期出現(xiàn)。因此，選擇含有害夾雜物少的鋼（如軸承常用凈化鋼），對(duì)提高摩擦副抗疲勞磨損能力有著重要意義。在某些情況下，鑄鐵的抗疲勞磨損能力優(yōu)于鋼，這是因?yàn)殇撝形⒘鸭y受摩擦力的影響具有一定方向性，且也容易滲入油而擴(kuò)展；而鑄鐵基體組織中含有石墨，裂紋沿石墨發(fā)展且沒(méi)有一定方向性，潤(rùn)滑油不易滲入裂紋。

磨損硬度

一般情況下，材料抗疲勞磨損能力隨表面硬度的增加而增強(qiáng)，而表面硬度一旦越過(guò)一定值，則情況相反。

鋼的芯部硬度對(duì)抗疲勞磨損有一定影響，在外載荷一定的條件下，芯部硬度越高，產(chǎn)生疲勞裂紋的危險(xiǎn)性就越小。因此，對(duì)于滲碳鋼應(yīng)合理地提高其芯部硬度，但也不能無(wú)限地提高，否則韌性太低也容易產(chǎn)生裂紋。此外，鋼的硬化層厚度也對(duì)抗疲勞磨損能力有影響，硬化層太薄時(shí)，疲勞裂紋將出現(xiàn)在硬化層與基體的連接處而易形成表面剝落。因此，選擇硬化層厚度時(shí)，應(yīng)使疲勞裂紋產(chǎn)生在硬化層內(nèi)，以提高抗疲勞磨損能力。

齒輪副的硬度選配，一般要求大齒輪硬度低于小齒輪，這樣有利于跑合，使接觸應(yīng)力分布均勻和對(duì)大齒輪齒面產(chǎn)生冷作硬化作用，從而有效地提高齒輪副壽命。

磨損表面粗糙度

在接觸應(yīng)力一定的條件下，表面粗糙度值越小，抗疲勞磨損能力越高；當(dāng)表面粗糙度值小到一定值后，對(duì)抗疲勞磨損能力的影響減小。如滾動(dòng)軸承，當(dāng)表面粗糙度值為Ra0.32mm時(shí)，其軸承壽命比Ra0.63mm時(shí)高2～3倍,Ra0.16mm比Ra0.32mm高1倍，Ra0.08mm比Ra0.16mm高0.4倍，Ra0.08mm以下時(shí)，其變化對(duì)疲勞磨損影響甚微。如果觸應(yīng)力太大，則無(wú)論表面粗糙度值多么小，其抗疲勞磨損能力都低。此外，若零件表面硬度越高，其表面粗糙度值也就應(yīng)越小，否則會(huì)降低抗疲勞磨損能力。

磨損摩擦力

接觸表面的摩擦力對(duì)抗疲勞磨損有著重要的影響。通常，純滾動(dòng)的摩擦力只有法向載荷的1%～2%，而引入滑動(dòng)以后，摩擦力可增加到法向載荷的10%甚至更大。摩擦力促進(jìn)接觸疲勞過(guò)程的原因是：摩擦力作用使最大切應(yīng)力位置趨于表面，增加了裂紋產(chǎn)生的可能性。此外，摩擦力所引起的拉應(yīng)力會(huì)促使裂紋擴(kuò)展加速。

磨損潤(rùn)滑

試驗(yàn)表明：潤(rùn)滑油的粘度越高，抗疲勞磨損能力也越高；在潤(rùn)滑油中適當(dāng)加入添加劑或固體潤(rùn)滑劑，也能提高抗疲勞磨損能力；潤(rùn)滑油的粘度隨壓力變化越大，其抗疲勞磨損能力也越大；潤(rùn)滑油中含水量過(guò)多，對(duì)抗疲勞磨損能力影響也較大。

此外，接觸應(yīng)力的大小、循環(huán)速度、表面處理工藝、潤(rùn)滑油量等因素，對(duì)抗疲勞磨損也有較大影響。

摩擦副對(duì)偶表面在相對(duì)滑動(dòng)過(guò)程中，表面材料與周?chē)橘|(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)，并伴隨機(jī)械作用而引起的材料損失現(xiàn)象，稱(chēng)為腐蝕磨損。腐蝕磨損通常是一種輕微磨損，但在一定條件下也可能轉(zhuǎn)變?yōu)閲?yán)重磨損。常見(jiàn)的腐蝕磨損有氧化磨損和特殊介質(zhì)腐蝕磨損。

磨損氧化磨損

除金、鉑等少數(shù)金屬外，大多數(shù)金屬表面都被氧化膜覆蓋著，純凈金屬瞬間即與空氣中的氧起反應(yīng)而生成單分子層的氧化膜，且膜的厚度逐漸增長(zhǎng)，增長(zhǎng)的速度隨時(shí)間以指數(shù)規(guī)律減小，當(dāng)形成的氧化膜被磨掉以后，又很快形成新的氧化膜，可見(jiàn)氧化磨損是由氧化和機(jī)械磨損兩個(gè)作用相繼進(jìn)行的過(guò)程。同時(shí)應(yīng)指出的是，一般情況下氧化膜能使金屬表面免于粘著，氧化磨損一般要比粘著磨損緩慢，因而可以說(shuō)氧化磨損能起到保護(hù)摩擦副的作用。

磨損特殊介質(zhì)腐蝕磨損

在摩擦副與酸、堿、鹽等特殊介質(zhì)發(fā)生化學(xué)腐蝕的情況下而產(chǎn)生的磨損，稱(chēng)為殊殊介質(zhì)腐蝕磨損。其磨損機(jī)理與氧化磨損相似，但磨損率較大，磨損痕跡較深。金屬表面也可能與某些特殊介質(zhì)起作用而生成耐磨性較好的保護(hù)膜。

為了防止和減輕腐蝕磨損，可從表面處理工藝、潤(rùn)滑材料及添加劑的選擇等方面采取措施。

磨損過(guò)程十分復(fù)雜，有許多實(shí)際表現(xiàn)出來(lái)的磨損現(xiàn)象不能簡(jiǎn)單地歸為某一種基本磨損類(lèi)型，而往往是基本類(lèi)型的復(fù)合或派生，如氣蝕磨損、沖蝕磨損和微動(dòng)磨損等。

磨損氣蝕磨損和沖蝕磨損

當(dāng)零件與液體接觸并作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在接觸面附近的局部壓力低于相應(yīng)溫度液體的飽和蒸汽壓時(shí)，液體就會(huì)加速汽化而產(chǎn)生大量氣泡，與此同時(shí)，原混在或溶解于液體中的空氣也都游離出來(lái)形成氣泡；當(dāng)氣泡流到高壓區(qū)時(shí)，因壓力超過(guò)氣泡壓潰強(qiáng)度而使氣泡潰滅，瞬間產(chǎn)生極大的沖擊力和高溫。氣泡的形成和壓潰的反復(fù)作用，使零件表面疲勞破壞，產(chǎn)生麻點(diǎn)，隨后擴(kuò)展成海綿狀空穴，這種磨損稱(chēng)為氣蝕磨損。氣蝕磨損嚴(yán)重者，其擴(kuò)展深度可達(dá)20mm。

當(dāng)小液滴以高速（如l000m/s）落到金屬表面時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很高的應(yīng)力，往往一次沖擊就能造成塑性變形或破壞。如果應(yīng)力較小而反復(fù)作用，則會(huì)造成點(diǎn)蝕，這種由液體束沖擊固體表面所造成的磨損，稱(chēng)為沖蝕磨損。含有硬質(zhì)顆粒的液體束沖擊固體表面所造成的磨損，也屬?zèng)_蝕磨損。

氣蝕磨損和沖蝕磨損都稱(chēng)為侵蝕磨損。它們都可以看成疲勞磨損的派生形式。因?yàn)榫捅举|(zhì)上來(lái)說(shuō)，都是由于機(jī)械力造成的表面疲勞破壞，但液體的化學(xué)和電化學(xué)作用加速了它們的破壞速度。

磨損微動(dòng)磨損

名義上相對(duì)靜止的兩個(gè)接觸表面沿切向作微幅相對(duì)振動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的磨損，稱(chēng)為微動(dòng)磨損。當(dāng)兩接觸表面受到法向載荷時(shí)，接觸微峰產(chǎn)生塑性流動(dòng)而發(fā)生粘著，在微幅相對(duì)振動(dòng)作用下，粘著點(diǎn)被剪切而破壞，并產(chǎn)生磨屑；磨屑和被剪切形成的新表面逐漸被氧化，在連續(xù)微幅相對(duì)振動(dòng)中，出現(xiàn)氧化磨損。由于表面緊密貼合，磨屑不易排出而在接觸表面間起磨粒作用，因而引起磨粒磨損。如此循環(huán)不止，即是微動(dòng)磨損會(huì)過(guò)程。當(dāng)振動(dòng)應(yīng)力足夠大時(shí)，微動(dòng)磨損處會(huì)形成疲勞裂紋，裂紋的擴(kuò)展會(huì)導(dǎo)致表面早期破壞。

可見(jiàn)，微動(dòng)磨損是粘著磨損、腐蝕磨損、磨粒磨損以及疲勞、磨損復(fù)合并存的磨損形式，但起主要作用的是接觸表面間粘著處因微幅相對(duì)振動(dòng)而引起的剪切以及其后的氧化過(guò)程，因此，有人將其稱(chēng)為微動(dòng)腐蝕磨損。

物體工作表面由于相對(duì)運(yùn)動(dòng)而不斷損失的現(xiàn)象叫做磨損。

其表現(xiàn)形式和分類(lèi)如下表：

這是一種化學(xué)腐蝕作用為主、并伴有機(jī)械磨損的輪齒損傷型式。一般來(lái)說(shuō)，在腐蝕過(guò)程中磨損是中等程度的。但是，由于有腐蝕作用，可以產(chǎn)生很?chē)?yán)重的后果，特別是在高溫或潮濕的環(huán)境中。在有些情況下，首先產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，然后才因機(jī)械磨損的作用而是被腐蝕的物質(zhì)脫離本體。另外一些情況則相反，先產(chǎn)生機(jī)械磨損，生成磨損顆粒以后緊接著產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng) 。

齒面上呈現(xiàn)均勻分布的腐蝕麻坑，工作齒面沿滑動(dòng)方向并伴有磨蝕痕跡。進(jìn)入潤(rùn)劑中的活性成分和輪齒材料發(fā)生化學(xué)和電化學(xué)反應(yīng)，引起齒面腐蝕。由于摩擦或沖刷作用而使蝕斑被磨失或沖掉，形成腐蝕磨損。在高溫時(shí)，極壓添加劑形成非常活潑的腐蝕劑而侵蝕齒面工藝過(guò)程中殘留于齒面上的不利介質(zhì)也會(huì)引起腐蝕磨損。

磨損是零部件失效的一種基本類(lèi)型。通常意義上來(lái)講，磨損是指零部件幾何尺寸（體積）變小。 零部件失去原有設(shè)計(jì)所規(guī)定的功能稱(chēng)為失效。失效包括完全喪失原定功能；功能降低和有嚴(yán)重?fù)p傷或隱患，繼續(xù)使用會(huì)失去可靠性及安全性和安全性。

磨損是零部件失效的一種基本類(lèi)型。通常意義上來(lái)講，磨損是指零部件幾何尺寸（體積）變小。 零部件失去原有設(shè)計(jì)所規(guī)定的功能稱(chēng)為失效。失效包括完全喪失原定功能；功能降低和有嚴(yán)重?fù)p傷或隱患，繼續(xù)使用會(huì)失去可靠性及安全性和安全性 。