文档介绍:第一章汽车零件的损伤
第一节零件的磨损
第二节零件的变形
第三节零件的蚀损
第四节零件的疲劳断裂
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第一节零件的磨损
零件工作表面的物质由于表面相对运动而不断损失的现象,称为零件的磨损;机械零件从运行到报废的过程称为正常运行的磨损过程。一般将磨损过程分为三个阶段,即磨合阶段、稳定磨损阶段和剧烈磨损阶段,零件磨损量与时间示意图如图1-1-1所示。各磨损阶段的特点是:磨合阶段(OA);由于新的摩擦副表面具有一定的粗糙度,真实接触面积较小,因此,磨合阶段表面逐渐被磨平,真实接触面积也逐渐增大,同时也由于不平度的峰顶发生塑性变形而产生冷作硬化,所以磨损速度由大逐渐变小,到达A点时,正常工作条件已经形成。人们可以根据磨合阶段的特点,选择合理的磨合规范,如磨合载荷、转速、时间和润滑剂等参数,可以以最短的时间、最低的磨损量达到良好的磨合要求,提前过渡到稳定磨损阶段。
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第一节零件的磨损
稳定磨损阶段(AB):这一阶段摩擦副间隙达到最佳状态,工作表面磨合质量好,润滑充分。因此,机械零件表面磨损极为缓慢而稳定,这是发挥机械性能、提高机械寿命的重要阶段。
剧烈磨损阶段(B以后):这一阶段的特性是磨损进程十分迅速,这是由于摩擦副的工作条件恶化,零件几何形状改变,配合间隙增大,润滑条件变坏,机件产生异常噪声和振动,机械效率下降,工作温度迅速升高,零件容易发生破坏性事故,最终导致零件失效,使机械报废。
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第一节零件的磨损
一、磨料磨损
磨料磨损是由硬的颗粒或硬的突起物,在摩擦过程中引起零件工作面材料脱离的现象。磨料磨损是最常见的磨损形式,据统计,在各类磨损中,磨料磨损占一半左右。因此,了解磨料磨损的规律及提高零件抗磨料磨损的方法,对延长汽车零件的使用寿命有重大的意义。关于磨料磨损产生的机理,目前有微量切削、疲劳破坏和压痕等三种假说。各种类型的磨料磨损中,都可以分别用不同的假说加以解释。
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第一节零件的磨损
它认为磨料磨损是由磨粒的棱角在外力作用下,对零件表面的切削过程引起的,对于脆性材料产生细小切屑,而韧性材料则产生卷曲状切削。
它认为磨料磨损是由于在磨料颗粒冲刷动能和交变正向压力作用下,使塑性材料的表面挤出层状或鳞片状剥落物,脆性材料的表面产生裂纹,引起表面疲劳碎片脱落;从而导致零件表面材料的疲劳破坏。
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第一节零件的磨损
它认为塑性较好的材料,在磨料颗粒的正向应力作用下,压人零件工作表面时,零件表面层的材料发生塑性流动。因塑性流动而凸起时表面层材料很容易磨损,从而产生呈片状、层状的脱落。
影响磨料磨损的因素有:磨料、零件表面的材料和单位压力等。
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第一节零件的磨损
二、黏着磨损
摩擦副相对运动时,由于固相焊合,接触表面的材料从一个表面转移到另一个表面的现象称为黏着磨损。
黏着磨损机理与黏着摩擦机理是一致的,在黏着处被剪断时,如发生金属转移就将出现黏着磨损。那么金属是如何转移的呢?
从微观结构角度来看,金属表面仍然是粗糙的,两表面靠在一起,也只有少数孤立的微凸体相接触。在负荷的作用下,两个表面互相接触的突出处,局部产生很高的压力和温度,如果此压力造成的应力超过材料屈服强度时,微凸体就产生塑性变形,直到真实接触面积增大到足以支持所加的负荷为止。在没有其他表面膜存在的情况下,这些突出处接触面将互相黏结在一起。
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第一节零件的磨损
如果有少量污染物和表面膜,就可以阻止这种单纯由负荷引起的砧结。但由于摩擦面间相对切向运动的作用会除去或破坏由污染物形成的薄膜,因而某些突出处接触面仍会出现冷焊现象。摩擦面相对滑动时就会剪断砧结点,同时,又会产生新的砧结点。在黏结点被剪断时,如果剪断的部位刚好在原来的交