摩耗试验

科技工作者之家 2020-11-17

摩耗是两固体表面互相接触,经摩擦而使表层材料脱落的现象。摩耗实验( WearingTest, rattler test)的目的在于测定材料的耐磨耗性。常用于摩耗试验的设备有摩耗实验机和精密电子天平。

摩耗试验原理磨耗是两固体表面互相接触,经摩擦而使表层材料脱落的现象。磨耗依其发生原因可分类为四种类型。

黏着磨耗固体表面接触时,其高高低低的峰端,会妨碍两个固体表面百分之百的接触。突出部分彼此接触,因承受大的压力而产生塑性变形,而起冷焊作用。黏着部分因摩擦滑动而使较弱材料之一侧发生剪断,导致材料从较弱的一侧被黏着到较强的一侧。

刮除磨耗两个硬度不同的固体表面相接触时,较硬固体表面的峰端刺入较软物体的表面,经磨耗作用而刮除较软固体的表面而形成坑孔,此种磨耗称为刮除磨耗。在两个接触面间,如果有外界的硬质颗粒(如砂)介入也会引起刮除磨耗。

表面疲劳磨耗疲劳所导致的磨耗常发生于滚动接触的场合,这是反覆的周期变化应力作用在一固体表面,经连续操作后,微小的裂缝在物体表面或内层产生,并且继续扩大,当裂缝延伸至表面后,致使材料成碎块而脱落。此种磨损常在表面留下大小不一的坑孔。此类疲劳磨耗的型式经常发生在齿轮、轴承等机件上。

腐蚀磨耗两固体接触面暴露在腐蚀性气体或液体的环境下,表面因受到腐蚀而产生硬脆的氧化物,这些氧化物与母材的结合力较弱,在磨耗时很容易被剥离,此种现象称为腐蚀磨耗1。

概况汽车引擎在跑完数万公里后,必需进厂搪缸,否则汽车将极耗油,而且马力输出会大不如昔。原因是引擎的汽缸壁和活塞环之间经年累月的对磨导致二者之间的间隙变大,燃烧不完全所排出的废气亦对环境造成污染。只要是相对运动的机械组件都有可能发生机件磨耗。如何减少机件磨耗,除了从机械设计着手之外,对磨材料的选择是不可或缺的。尽管磨耗科学(Tribology)的发展已臻完整,对于任何一种对磨系统的磨耗特性。磨耗科学为摩擦(Friction)与磨耗Wear)的科学。摩擦是两相对运动物体之接触面发生之阻力,磨耗则是物体因两面间的相对运动造成材料画渐流失。有两种方法从材料表面移去材料,其一是藉由化学反应的方法使材料溶解,其二是从表面破裂而流失,也就是机械力作用产生的磨耗。大多数的磨耗机构包含后者。依此观之,磨耗过程是渐进的、跟系统有关的。磨耗可能发生在引擎汽缸、先进的涡轮叶片、农具、轴承、齿轮、刀具、皮鞋、甚至人体的关节等。这些可称之为不同气态的对磨系统(Tribosystem)。对磨系统间的差异如此之大。造成的磨耗型态也有所不同2。

摩耗试验注意事项(1)准备试片须注意试片若经一般硬化处理者,则先车制成毛胚,经处理后,再进一步精磨成标准尺寸 。验前试片先以丙酮清洗油污,并用干燥器保管,手不可接触摩擦面。

(2)磨轮若发生偏磨耗,则使用所附砂纸置于试片架上当试片做修正。

(3)吸尘器抽风速度须能吸取磨耗颗粒,一般设定在70。

本词条内容贡献者为:

黎明 - 副教授 - 西南大学

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