金屬材料常見失效形式及其判斷

金屬材料在各種工程應(yīng)用中的失效模式主要由斷裂、腐蝕、磨損和變形等。

磨損失效

磨損是由于機(jī)械作用、化學(xué)反應(yīng)(包括熱化學(xué)、電化學(xué)和力化學(xué)等反應(yīng))，材料表面物質(zhì)不斷損失或產(chǎn)生殘余變形和斷裂的現(xiàn)象。磨損是發(fā)生在物體上的一種表面現(xiàn)象，其接觸表面必須有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。磨損必然產(chǎn)生物質(zhì)損耗(包括材料轉(zhuǎn)移)，而且它是具有時(shí)變特征的漸進(jìn)的動(dòng)態(tài)過程。

磨損按磨損機(jī)理可分為粘著磨損、磨粒磨損、疲勞磨損、腐蝕磨損、沖蝕磨損、微動(dòng)磨損，按環(huán)境介質(zhì)可分為干磨損、濕磨損、流體磨損。

01 磨料磨損

外界硬顆粒或者對(duì)磨表面上的硬突起物或粗糙峰在摩擦過程中引起表面材料脫落的現(xiàn)象,稱為磨粒磨損（又稱磨料磨損）。磨粒是摩擦表面互相摩擦產(chǎn)生或由介質(zhì)帶入摩擦表面。

磨粒磨損是最普遍的一種形式，主要出現(xiàn)在采礦、鉆探、建筑、運(yùn)輸與農(nóng)業(yè)等機(jī)械相關(guān)零部件，據(jù)統(tǒng)計(jì)，工業(yè)中磨粒磨損造成的損失約占總的50%左右。

磨料磨損示意圖

按力的作用特點(diǎn)劃分為劃傷式磨損、碾碎式磨損和鑿削式磨損。

劃傷式磨損屬于低應(yīng)力磨損。低應(yīng)力的含義是指磨料與構(gòu)件表面之間的作用力小于磨料本身壓潰強(qiáng)度。

碾碎式磨損屬于高應(yīng)力磨損。當(dāng)磨料與構(gòu)件表面之間接觸壓應(yīng)力大于磨料的壓潰強(qiáng)度時(shí)，磨粒被壓碎，一般金屬材料表面被劃傷，韌性材料產(chǎn)生塑性變形或疲勞，脆性材料則發(fā)生碎裂或剝落。

鑿削式磨損的產(chǎn)生主要是由于磨料中包含大塊磨粒，而且具有尖銳棱角，對(duì)構(gòu)件表面進(jìn)行沖擊式的高應(yīng)力作用，使構(gòu)件表面撕裂出很大的顆粒或碎塊，表面形成較深的坑。這種磨損常在運(yùn)輸或破碎大塊磨料時(shí)發(fā)生，典型實(shí)例如顎式破碎機(jī)的齒板、輾輥等。

 

磨粒磨損的影響因素

磨粒磨損的改善措施：（1）對(duì)于以切削作用為主要機(jī)理的磨粒磨損應(yīng)增加材料硬度；（2）根據(jù)機(jī)件的服役條件，合理選擇相應(yīng)的耐磨材料；（3）采用滲碳、滲氮共滲等化學(xué)熱處理提高表面硬度；（4）機(jī)件的防塵和清洗。

02 粘著磨損

當(dāng)摩擦副相對(duì)滑動(dòng)時(shí),由于粘著效應(yīng)所形成結(jié)點(diǎn)發(fā)生剪切斷裂，被剪切的材料或脫落成磨屑，或由一個(gè)表面遷移到另一個(gè)表面，此類磨損稱為粘著磨損。

粘著磨損的特征是磨損表面有細(xì)的劃痕，沿滑動(dòng)方向可能形成膠體的裂口。最突出的特征是表層金相組織和化學(xué)成分均有明顯變化。磨損產(chǎn)物多為片狀或小顆粒。

粘著磨損示意圖

根據(jù)粘合強(qiáng)度、金屬本體強(qiáng)度與切應(yīng)力三者之間的不同關(guān)系，可以把粘著磨損分為四類：

 

粘著磨損的影響因素

（1）摩擦副材料性質(zhì)的影響

脆性材料比塑料材料的抗粘著能力高；

相同金屬或互溶性大的材料摩擦副易發(fā)生粘著磨損，反之則不易發(fā)生粘著磨損；

多相金屬也不容易發(fā)生粘著磨損；

表面處理可以減小粘著磨損；

硬度高的金屬比硬度低的金屬抗粘著能力強(qiáng)。

（2）載荷與速度的影響

載荷增加——粘著磨損加劇，但有臨界載荷；

在壓力一定的情況下，粘著磨損隨滑動(dòng)速度的增加而增加，在達(dá)到某一極大值后，又隨著滑動(dòng)速度的增加而減少。

（3）表面溫度的影響

表面溫度升高可使?jié)櫥なВ共牧嫌捕认陆担Σ帘砻嫒菀桩a(chǎn)生粘著磨損。

（4）潤(rùn)滑油、潤(rùn)滑脂的影響

在潤(rùn)滑油、潤(rùn)滑脂中加入油性或極壓添加劑能提高潤(rùn)滑油膜吸附能力及油膜強(qiáng)度，能成倍地提高抗粘著磨損能力。

03 沖蝕磨損

沖蝕磨損是指流體或固體顆粒以一定的速度和角度對(duì)材料表面進(jìn)行沖擊所造成的磨損。

根據(jù)顆粒及其攜帶介質(zhì)的不同，沖蝕磨損又可分為氣固沖蝕磨損、流體沖蝕磨損、液滴沖蝕和氣蝕等。

造成沖蝕的粒子通常都比被沖蝕的材料的硬度大。沖蝕磨損與腐蝕磨損的區(qū)別是前者對(duì)材料表面的破壞主要是機(jī)械力作用引起，腐蝕磨損只是第二位的因素；而腐蝕磨損則是在腐蝕介質(zhì)中摩擦副的磨損，是腐蝕和磨損綜合作用的結(jié)果。

沖蝕磨損的影響因素

（1）沖蝕粒子

粒度對(duì)沖蝕磨損有明顯有對(duì)沖蝕磨損有明顯的影響，一般粒子尺寸在20-200μm范圍內(nèi)，材料磨損率隨粒子尺寸增大而上升。當(dāng)粒子尺寸增加到某一臨界值時(shí)，材料的磨損率幾乎不變或變化緩慢，這一現(xiàn)象稱為“尺寸效應(yīng)”。粒子的形狀也有很大影響，尖角形粒子與圓形粒子比較，在相同條件下，都是45°沖擊角時(shí)，多角形粒子比圓形粒子的磨損大4倍，甚至低硬度的多角形粒子比較高硬度的圓形粒子產(chǎn)生的磨損還要大。粒子的硬度和可破碎性對(duì)沖蝕率有影響，因?yàn)榱Ｗ悠扑楹髸?huì)產(chǎn)生二次沖蝕。

（2）攻角

材料的沖蝕率和粒子的攻角有密切關(guān)系。當(dāng)粒子攻角為20°~30°時(shí)，典型的塑性材料沖蝕率達(dá)最大值，而脆性材料最大沖蝕率出現(xiàn)在攻角接近90°處。攻角與沖蝕率關(guān)系幾乎不隨入射粒子種類、形狀及速度而改變。

（3）速度

粒子的速度存在一個(gè)門檻值，低于門檻值，粒子與靶面之間只出現(xiàn)彈性碰撞而觀察不到破壞，即不發(fā)生沖蝕。速度門檻值與粒子尺寸和材料有關(guān)。

（4）沖蝕時(shí)間

沖蝕磨損存在一個(gè)較長(zhǎng)的潛伏期或孕育期，磨粒沖擊靶面后先使表面粗糙，產(chǎn)生加工硬化，此時(shí)未發(fā)生材料流失，經(jīng)過一段時(shí)間的損傷積累后才逐步產(chǎn)生沖蝕磨損。

（5）環(huán)境溫度

溫度對(duì)沖蝕磨損的影響比較復(fù)雜，有些材料在沖蝕磨損中隨溫度升高磨損率上升；但也有些材料隨溫度升高磨損有所減少，這可能是高溫時(shí)形成的氧化膜提高了材料的抗沖蝕磨損能力，也有可能是溫度升高，材料塑性增加，抗沖蝕性能提高。

（6）靶材

靶材除本身的性質(zhì)以外，還與磨粒的幾何形狀、尺寸、硬度、攻角、速度和溫度等條件密切相關(guān)。

04 微動(dòng)磨損

微動(dòng)磨損指受壓配合面在微小幅度的振動(dòng)下所引起的表面損傷，包括材料損失、表面形貌變化、表面或亞表層塑性變形或出現(xiàn)裂紋等，稱為微動(dòng)磨損。微動(dòng)磨損是一種復(fù)合磨損（粘著、磨粒、疲勞、腐蝕）。

金屬表面的微動(dòng)磨損原理示意圖

微動(dòng)磨損可以分為兩類。第一類是該構(gòu)件原設(shè)計(jì)的兩物體接觸面是靜止的，只是由于受到振動(dòng)或交變應(yīng)力作用，使兩個(gè)匹配面之間產(chǎn)生微小的相對(duì)滑動(dòng)，由此造成磨損。第二類是各種運(yùn)動(dòng)在停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于環(huán)境振動(dòng)而產(chǎn)生微振造成磨損。

工程中常見的微動(dòng)磨損

（1）軸承

滾動(dòng)軸承存三個(gè)部位可能發(fā)生微動(dòng)損傷，軸承和軸承座、軸的緊配合面及滾珠或滾柱和座圈之間。

（2）壓配合

機(jī)車主軸一般用壓配合裝入輪毅中，運(yùn)行過程中，在負(fù)荷的作用下，軸發(fā)生彎曲，和輪毅配合段的兩端出現(xiàn)微動(dòng)。

（3）榫槽配合

航空發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪葉片榫頭和輪盤配合，葉片相當(dāng)于一端固定的懸梁臂，由于受強(qiáng)烈氣流沖擊而處在彎曲復(fù)合振動(dòng)狀態(tài)，從而使榫槽受到微動(dòng)磨損，導(dǎo)致配合松動(dòng)并萌生疲勞裂紋。

（4）鉚接

飛機(jī)上廣泛使用鉚接。據(jù)估計(jì)，各種飛機(jī)上90%的疲勞裂紋起源于微動(dòng)部位，而其中又以鉚接和螺紋連接占多數(shù)。

（5）鋼絲纜繩

由于其本身的柔性必然導(dǎo)致絲對(duì)絲或股對(duì)股之間的滑動(dòng)，纜的往復(fù)運(yùn)動(dòng)造成一復(fù)雜的疲勞應(yīng)力。

（6）核工業(yè)中的熱交換器和壓力管燃料元件

反應(yīng)堆中的燃料，用耐輻射和耐磨性好的鋯合金和鎂合金包覆，在冷卻液流作用下，各包覆件之間發(fā)生微動(dòng)磨損，最終將包覆層磨穿。

微動(dòng)磨損過程

微動(dòng)磨損是一個(gè)復(fù)雜的過程，包含粘著、氧化、磨粒和疲勞等的綜合作用。

微動(dòng)磨損的過程一般是相互接觸的兩個(gè)物體表面，由于接觸壓力的作用使微凸體產(chǎn)生塑性變形和粘著，在小振幅振動(dòng)作用下，粘著點(diǎn)可能被剪切并脫落，剪切表面被氧化。由于表面緊密配合，脫落的磨屑不易排出，在兩表面間起著磨粒作用，加速微動(dòng)磨損過程。

微動(dòng)磨損初始階段材料的流失機(jī)制主要是粘著和轉(zhuǎn)移，其次是凸峰點(diǎn)的犁削作用。對(duì)于較軟材料可出現(xiàn)嚴(yán)重塑性變形，由擠壓直接撕裂材料，這個(gè)階段摩擦因素及磨損量均較高。

當(dāng)產(chǎn)生的磨屑足以覆蓋表面后，粘著減弱，逐步進(jìn)入穩(wěn)態(tài)階段。這時(shí)，摩擦因數(shù)及磨損率均明顯降低，磨損量和循環(huán)數(shù)成線性關(guān)系。由于微動(dòng)的反復(fù)切應(yīng)力作用，造成亞表面裂紋萌生，形成脫層損傷，材料以薄片形式脫離母體。剛脫離母體的材料主要是金屬形態(tài)。它們?cè)诙挝?dòng)中變得越來(lái)越細(xì)并吸收足夠的機(jī)械能以致具有極大的化學(xué)活性，在接觸空氣瞬間即完成氧化過程，成為氧化物。氧化磨屑既可作為磨料加速表面損傷，又可分開兩表面，減少金屬間接觸，起緩沖墊作用，大部分情況下，后者作用更顯著，即磨屑的主要作用是減輕表面損傷。

微動(dòng)磨損的特征與判斷

（1）表面特征

鋼的微動(dòng)損傷表面粘附著一層紅棕色粉末，當(dāng)將其除去后，觀察到許多小麻坑。其形狀不同于點(diǎn)蝕，它有兩種類型，一種為深度不到5μm的不規(guī)則的長(zhǎng)方形淺平坑，另一種為較深(可達(dá)50μm左右)且形狀較規(guī)則的圓坑。

（2）磨屑特征

鋼鐵微動(dòng)磨屑的重要標(biāo)志是紅棕色磨屑。

對(duì)于其他金屬，大多數(shù)情況下，磨屑為該種金屬的最終氧化態(tài)。不活潑的金屬如金和鉑的磨屑由純金屬組成。磨屑的大小和成分與振幅有關(guān)，振幅較大時(shí)，磨屑直徑較大，金屬的比例也較高。材料的硬度影響磨損量，也影響磨屑的大小和成分，材料越硬，磨屑越細(xì)，氧化物的比例也越大。

05 腐蝕磨損

兩物體表面產(chǎn)生摩擦?xí)r，工作環(huán)境中的介質(zhì)如液體、氣體或潤(rùn)滑劑等，與材料表面起化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)，形成腐蝕產(chǎn)物，這些產(chǎn)物往往粘附不牢，在摩擦過程中剝落下來(lái)，其后新的表面又繼續(xù)與介質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。這種腐蝕和磨損的反復(fù)過程稱為腐蝕磨損。

腐蝕磨損分類

腐蝕磨損可分為化學(xué)腐蝕磨損和電化學(xué)腐蝕磨損。化學(xué)腐蝕磨損又可分為氧化磨損和特殊介質(zhì)腐蝕磨損。

腐蝕磨損是一種極為復(fù)雜的磨損形式，它是材料受腐蝕和磨損綜合作用的磨損過程，對(duì)環(huán)境、溫度、介質(zhì)、滑動(dòng)速度、載荷大小及潤(rùn)滑條件等極為敏感，稍有變化就可使腐蝕磨損發(fā)生很大變化。

（1）化學(xué)腐蝕磨損

化學(xué)腐蝕磨損最常見的是氧化磨損。氧化磨損的實(shí)質(zhì)是金屬表面與氣體介質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)，生成氧化膜。

脆性氧化膜與金屬基體差別大，在達(dá)到一定厚度時(shí)，很容易被摩擦表面上的微凸體的機(jī)械作用去除，暴露出新的基體表面又開始新的氧化過程，膜的生長(zhǎng)與去除反復(fù)進(jìn)行。

當(dāng)氧化膜的韌性較好，而且比金屬基體還軟時(shí)，若受摩擦表面微凸體機(jī)械作用，可能有部分被去除，在繼續(xù)磨損過程中，氧化仍然在原有氧化膜的基礎(chǔ)上發(fā)生，這種磨損較脆性氧化膜的磨損輕。

（2）電化學(xué)腐蝕磨損

電化學(xué)腐蝕磨損按腐蝕磨損產(chǎn)物被機(jī)械或腐蝕去除的特點(diǎn)也可分為兩種磨損。一種是在均勻腐蝕條件的磨損過程中，局部腐蝕產(chǎn)物被磨料或硬質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械作用去除，使之裸露金屬基底，但隨后又在磨損處形成新的腐蝕產(chǎn)物，經(jīng)過反復(fù)作用，此處腐蝕速度比腐蝕產(chǎn)物始終覆蓋的其他部分快得多，嚴(yán)重得多。此類磨損稱均勻腐蝕條件下的腐蝕磨損。

多相材料，尤其是含有碳化物的耐磨材料，由于碳化物與基體之間存在較大的電位差，形成腐蝕電池，產(chǎn)生相間腐蝕，極大削弱了碳化物與基體結(jié)合力，在磨料或硬質(zhì)點(diǎn)的作用下，碳化物很容易從基體脫落或發(fā)生斷裂。

另一種情況是形成局部腐蝕電池。由于磨料的磨損作用，金屬材料表面產(chǎn)生不均勻的塑性變形，塑性變形強(qiáng)烈的部分成為陽(yáng)極，首先受到腐蝕破壞，或者溶解，或者形蝕產(chǎn)物，在磨料的繼續(xù)作用下，腐蝕產(chǎn)物很容易被去除形成二次磨損。這一塑性變形就是應(yīng)變差異腐蝕電池的作用，它可使腐蝕速度提高兩個(gè)數(shù)量級(jí)左右。

腐蝕磨損的特征

腐蝕磨損過程中，氧化膜斷裂和剝落，形成了新的磨料，使腐蝕磨損兼有腐蝕與磨損雙重作用。但腐蝕磨損又不同于一般的磨料磨損。腐蝕磨損不產(chǎn)生顯微切削和表面變形，其主要磨損表面有化學(xué)反應(yīng)膜或麻點(diǎn)。麻點(diǎn)比較光滑，磨屑多是顯微細(xì)粉末狀的氧化物，也有薄的碎片。鋼摩擦副相互滑動(dòng)的氧化磨損，沿滑動(dòng)方向呈現(xiàn)出勻細(xì)的磨痕。磨屑是暗色的片狀或絲狀物，片狀磨屑為紅褐色的Fe2O3，而絲狀的是灰黑色的Fe3O4。

影響腐蝕磨損的因素

（1）PH值

一般來(lái)講，PH<7時(shí)，隨著酸性增加腐蝕磨損量增加。在7<PH<12在相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度不太高的情況下，隨堿性增加，腐蝕磨損量下降。

（2）溫度

在其他條件相同的情況下，腐蝕磨損的速度一般隨溫度升高而增加。

（3）化學(xué)成分

化學(xué)成分是主要影響因素。對(duì)不同介質(zhì)條件，在Fe-C合金中，加入適量的Cr、V、B等元素可提高耐磨性。不同介質(zhì)加入不同合金元素才能獲得良好的效果。

06 疲勞磨損

當(dāng)兩個(gè)接觸體相對(duì)滾動(dòng)或滑動(dòng)時(shí)，在接觸區(qū)形成的循環(huán)應(yīng)力超過材料的疲勞強(qiáng)度的情況下，在表面層將引發(fā)裂紋并逐步擴(kuò)展，最后使裂紋以上的材料斷裂剝落下來(lái)的磨損過程稱疲勞磨損。

疲勞磨損與整體疲勞的區(qū)別

①裂紋源與裂紋擴(kuò)展不同。整體疲勞的裂紋源都是從表面開始，一般從表面沿與外加應(yīng)力成45°的方向擴(kuò)展，超過兩三個(gè)晶粒以后，即轉(zhuǎn)向與應(yīng)力垂直的方向。而疲勞磨損裂紋除來(lái)源于表面外，或與表面呈一定角度，一般為10°~30°，而且只限于在表面層內(nèi)擴(kuò)展。

②疲勞壽命不同。整體疲勞一般有明顯的疲勞極限，低于疲勞極限，疲勞理論壽命可以大大延長(zhǎng)。而疲勞磨損尚未發(fā)現(xiàn)疲勞極限，疲勞磨損的零件壽命波動(dòng)很大。

③疲勞磨損的工作條件更復(fù)雜更惡劣。疲勞磨損除循環(huán)應(yīng)力作用外，還經(jīng)受復(fù)雜的摩擦過程，可能引起表面層一些列物理化學(xué)變化以及各種力學(xué)性能與物理性能變化等。

疲勞磨損特征

疲勞磨損典型特征是零件表面出現(xiàn)深淺不同，大小不一的凹坑，或較大面積的表面剝落，簡(jiǎn)稱點(diǎn)蝕或剝落。

點(diǎn)蝕裂紋一般都是從表面開始，向內(nèi)傾斜擴(kuò)展，最后二次裂紋折向表面，裂紋以上的材料折斷脫落下來(lái)即成點(diǎn)蝕。單個(gè)點(diǎn)蝕坑的表面形貌常表面為扇形。剝落裂紋一般起源于亞表層內(nèi)部較深的層次。

純滾動(dòng)接觸時(shí)，裂紋發(fā)生在亞表層最大切應(yīng)力處，裂紋發(fā)展慢，經(jīng)歷時(shí)間比裂紋萌生長(zhǎng)，裂紋斷口顏色比較光亮。滾動(dòng)加滑動(dòng)的疲勞磨損，因切應(yīng)力和壓應(yīng)力，易在表面上產(chǎn)生微裂紋，它的萌生階段往往大于擴(kuò)展階段，斷口較暗。

疲勞磨損的基本原理

最大的正應(yīng)力發(fā)生在表面，最大的切應(yīng)力發(fā)生在離表面一定距離外。滾動(dòng)接觸時(shí)在交變應(yīng)力的影響下，裂紋就容易在這些部位形核，并擴(kuò)展到表面而產(chǎn)生剝落。若除滾動(dòng)接觸外還有滑動(dòng)接觸，破壞位置就逐漸移向表面。這是因?yàn)榧兓瑒?dòng)時(shí)，最大的切應(yīng)力發(fā)生在表面。

實(shí)際中，由于構(gòu)件表面粗糙度、材料不均、夾雜物、微裂紋及硬質(zhì)點(diǎn)，疲勞破壞的位置會(huì)改變，所以有些裂紋從表面開始，而有些從次表面開始。

影響疲勞磨損的因素

①材質(zhì)

材料純度越高壽命越長(zhǎng)，鋼中的非金屬夾雜物，特別是是脆性的帶有棱角的氧化物、硅酸鹽以及其他各種復(fù)雜成分的點(diǎn)狀、球狀?yuàn)A雜物破壞基體的連續(xù)性，對(duì)疲勞磨損有嚴(yán)重不良影響。此外要控制金屬的組織結(jié)構(gòu)。

增加材料的加工硬化硬度對(duì)疲勞磨損有重要影響，硬度越高裂紋越難形成，降低表面粗糙度可有效提高抗疲勞磨損的能力；表層內(nèi)一定深度的殘余壓應(yīng)力可提高對(duì)接觸疲勞磨損的抗力，表面滲碳、淬火、噴丸、滾壓等處理都可使表面產(chǎn)生壓應(yīng)力。

②載荷

載荷是影響疲勞磨損壽命的主要原因之一。

一般認(rèn)為球軸承的壽命與載荷的立方成反比。

③潤(rùn)滑油膜厚度

潤(rùn)滑油黏度高且足夠厚時(shí)，可使表面微凸體不發(fā)生接觸，從而不容易產(chǎn)生接觸疲勞磨損。由于接觸表面壓力很高，要選擇在超高壓下黏度高的潤(rùn)滑油。

④環(huán)境

周圍環(huán)境，如空氣中的水、海水中的鹽、潤(rùn)滑油中有腐蝕性的添加劑對(duì)材料的疲勞磨損有不利的影響。如潤(rùn)滑油中的水會(huì)加速軸承鋼的接觸疲勞失效，甚至很少量都危害重大。

07 提高耐磨性的途徑

金屬材料的磨損主要是發(fā)生在表面的變形和斷裂過程，提高承受摩擦作用的構(gòu)件表面的強(qiáng)度和韌性，可提高耐磨性。

對(duì)于粘著磨損而言，改善潤(rùn)滑條件，提高氧化膜與基體金屬的結(jié)合能力，以增強(qiáng)氧化膜的穩(wěn)定性，阻止金屬之間直接接觸，以及降低表面粗糙度等都可以減輕粘著磨損。如果是沿接觸面上產(chǎn)生粘著磨損，只需降低摩擦副原子間的結(jié)合力，最好是采用表面處理，如滲碳、滲氮、滲磷等。

表面處理實(shí)際上是在金屬表面形成一層化合物層或非金屬層，避免摩擦副直接接觸，既降低原子間結(jié)合力，又減小摩擦因數(shù)，可防止粘著。滲硫并不提高硬度，但因降低了摩擦因數(shù)，故可防止粘著，特別對(duì)高溫下和不可能潤(rùn)滑的構(gòu)件更為有效。

如果粘著磨損發(fā)生在較軟材料內(nèi)部，則不但應(yīng)降低摩擦副的結(jié)合力，而且要提高材料本身表層硬度，采用滲碳、滲氮、碳氮共滲及碳氮硼三元共滲等熱處理工藝都有一定效果。

對(duì)磨粒磨損而言，如果是低應(yīng)力磨粒磨損，應(yīng)提高表面硬度。選用含碳較高的鋼，并經(jīng)熱處理后獲得馬氏體組織，是提高抗磨粒磨損的簡(jiǎn)單方法。但當(dāng)材料受重載荷，特別是在較大沖擊載荷下工作，則基體組織最好是下貝氏體。因?yàn)檫@種組織既有較高硬度又有良好韌性。對(duì)于合金鋼，控制和改變碳化物數(shù)量、分布、形態(tài)對(duì)提高抗磨粒磨損能力有決定性影響。消除基體中初生碳化物，并使次生碳化物均勻彌散分布，就可以顯著提高耐磨性。提高鋼中碳化物體積比，一般也能提高耐磨性。鋼中含有適量殘余奧氏體對(duì)提高抗磨粒磨損能力也是有益的。因?yàn)闅堄鄪W氏體能增加整體韌性，給碳化物以支承，并在受磨損時(shí)能部分轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體使硬度提高。采用滲碳、碳氮共滲等表面熱處理也能有效地提高抗磨粒磨損能力。