精選汽車零部件損傷講義

（優(yōu)選）汽車零部件損傷本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第1頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分一、固體表面性質(zhì)及接觸面積⒉金屬表面的物質(zhì)⑴汅染膜:包括油污和灰塵等；⑵吸附膜:是來(lái)自大氣中和液體和氣體分子的吸附層；⑶氧化膜:是金屬表面被氧化而成的；⑷加工變形層:機(jī)械加形成的擠壓變形層。本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第2頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分一、固體表面性質(zhì)及接觸面積

3.表面接觸面積⑴名義接觸面積An----是由接觸表面的宏觀界面的邊界確定的面積，即An=a×b⑵輪廓接觸面積Ap----是物體觸表面被壓皺部分所形成的面積，大小與所受載荷有關(guān)。⑶實(shí)際接觸面積Ar----是在輪廓接觸面積內(nèi)，各真實(shí)接觸部分微小面積。

Ap/An＝5％～10％

Ar/An＝0.01％～1％對(duì)于一般材料，呈彈性接觸時(shí)Ar與載荷的2/3次方成正比；呈塑性接觸時(shí)Ar與載荷的1次方成正比。本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第3頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分二、磨擦的定義和分類

磨擦的定義----兩個(gè)相互接觸的物體在外力作用下發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)或具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，在接觸面之間產(chǎn)生切向運(yùn)動(dòng)阻力，這個(gè)阻力叫磨擦阻力，而這種現(xiàn)象稱為磨擦。磨擦分類：分類依據(jù)內(nèi)容磨擦副運(yùn)動(dòng)狀態(tài)靜磨擦、動(dòng)磨擦磨擦副運(yùn)動(dòng)形式滑動(dòng)磨擦、滾動(dòng)磨擦磨擦副表面潤(rùn)滑情況干磨擦、邊界磨擦、液體磨擦、混合磨擦本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第4頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分摩擦分類分類依據(jù)內(nèi)容舉例摩擦副運(yùn)動(dòng)形式滑動(dòng)摩擦活塞、活塞環(huán)在氣缸孔的往復(fù)運(yùn)動(dòng)；凸輪軸凸輪與氣門挺桿表面的運(yùn)動(dòng)滾動(dòng)摩擦滾珠軸承、滾柱軸承與內(nèi)、外圈滾道表面間的摩擦復(fù)合摩擦凸輪軸凸輪與氣門挺桿表面間、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)輪齒表面所發(fā)生的摩擦摩擦副表面潤(rùn)滑狀況干（固體）摩擦汽車離合器、制動(dòng)器流體摩擦桶面活塞環(huán)與氣缸壁、軸頸與軸瓦邊界摩擦發(fā)動(dòng)機(jī)活塞環(huán)與缸套上部、配汽機(jī)構(gòu)凸輪與挺桿、齒輪傳動(dòng)副的齒面本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第5頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分1.干磨擦----是指物體純凈表面直接接觸時(shí)的磨擦。通常所說(shuō)的干磨擦是指無(wú)潤(rùn)滑條件下，兩物體表面之間可能存在著自然污染膜時(shí)的磨擦。古典磨擦定律：μ＝F/WF＝μW式中：F----滑動(dòng)磨擦力；

μ----磨擦系數(shù)；

W----法向載荷；

古典磨擦定律：⑴磨擦力與法向載荷成正比；⑵磨擦力與磨擦面積大小無(wú)關(guān)；⑶磨擦力與滑動(dòng)速度大小無(wú)關(guān)；⑷靜磨擦系數(shù)大于動(dòng)磨擦系數(shù)。對(duì)于表面超凈、粗糙度很小、接觸面較大的磨擦表面會(huì)產(chǎn)生很大的分子吸引力磨擦力將于面積成正比。本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第6頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分干摩擦理論（包括以下幾點(diǎn)）名稱主要內(nèi)容⒈機(jī)械理論（簡(jiǎn)單粘著理論）兩固體表面接觸時(shí)，由于表面凹凸不平，相互嚙合，產(chǎn)生了阻礙兩固體接觸面相對(duì)運(yùn)動(dòng)的阻力。（適用于固體粗糙表面）⒉分子吸附理論對(duì)于表面超凈、粗糙度很小、接觸面積大的磨擦表面會(huì)產(chǎn)生很大的分子吸引力。此種狀態(tài)磨擦力與面積成正比。⒊粘著理論微觀接觸點(diǎn)上壓力超過材料的屈服極限,零件滑移時(shí)接觸點(diǎn)產(chǎn)生瞬時(shí)高溫,出現(xiàn)微觀焊合粘著,摩擦力主要取決于剪斷金屬粘著和冷焊點(diǎn)所需的剪切力。⒋分子－機(jī)械理論發(fā)生在接觸點(diǎn)處分子吸附和機(jī)械嚙合作用所構(gòu)成的磨擦阻力。與材料的表面粗糙度、載荷大小、材料種類等因素有關(guān)。本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第7頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分2.流體摩擦（流體潤(rùn)滑）流體摩擦----是指兩個(gè)固體摩擦表面被連續(xù)的潤(rùn)滑油完全隔開的摩擦,摩擦產(chǎn)生于油分子之間；①流體動(dòng)壓潤(rùn)滑。利用磨擦表面的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，把潤(rùn)滑油帶到磨擦表面之間，在摩擦副楔形表面之間產(chǎn)生一層有一定厚度和壓力的油膜，外載荷由潤(rùn)滑油的壓力來(lái)平衡，磨擦表面完全被潤(rùn)滑油膜隔開，而不直接接觸，這種狀況稱為～。流體摩擦建立條件：一是兩磨擦表面之間的間隙由大到小，以便形成油楔；二是兩磨擦表面之間有一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)會(huì)；三是有充足的潤(rùn)滑油。特點(diǎn)：摩擦系數(shù)很小通常為0.001~0.008。

本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第8頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分軸頸與軸瓦間楔形潤(rùn)滑油膜建立過程建立流體摩擦條件：一是兩磨擦表面之間的間隙由大到小，以便形成油楔；二是兩磨擦表面之間有一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)會(huì)；三是有充足的潤(rùn)滑油。本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第9頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分壓力油膜的產(chǎn)生及其速度分布

潤(rùn)滑油在流動(dòng)時(shí)，由于本身分子之間的內(nèi)聚力及與固體表面之間的附著力，使各流層之間存在速度梯度，流動(dòng)時(shí)必然產(chǎn)生內(nèi)摩擦力。由于由于潤(rùn)滑油是不可壓縮的，油楔形狀和體積不發(fā)生變化，而單位時(shí)間內(nèi)流過每一斷面的流量相等，則內(nèi)必然產(chǎn)生壓力梯度，其壓力梯度將使入口處壓力梯度內(nèi)凹，以限止流入量，使出口處的梯度外凸，以增加流出量。作用在平板上的油膜壓力的合力等于平板上所承受的載荷，這樣就開成了液體壓潤(rùn)滑。本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第10頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分②彈性液體動(dòng)壓潤(rùn)滑流體動(dòng)壓潤(rùn)滑適用于低磨擦副機(jī)構(gòu)，而對(duì)于點(diǎn)、線接觸的高磨擦副機(jī)構(gòu)就不適用了。原因是高磨擦副的接觸比壓比低磨擦副比壓高1000倍。若是輕載時(shí)仍可用流體動(dòng)壓潤(rùn)滑原理進(jìn)行計(jì)算。而重載情況分兩種。a.由于接觸應(yīng)力大（齒廓表面接觸應(yīng)力可達(dá)70MPa，凸輪與挺桿之間的接觸應(yīng)力可達(dá)689MPa），接觸處產(chǎn)生很大的彈性變形和塑性變形而變平、變大有利于油楔的形成。b.在很高的壓應(yīng)力下潤(rùn)滑油的黏度增大。當(dāng)壓力在689MPa時(shí)，油的黏度可提高1000倍。黏度提高有利于形成油膜。本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第11頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分桶面環(huán)與氣缸壁間的楔形間隙與油膜

由于活塞環(huán)表面加工的緣故使活塞在運(yùn)動(dòng)中活塞環(huán)與氣缸壁運(yùn)動(dòng)表面間都存在楔形間隙；在發(fā)動(dòng)機(jī)磨合過程中，矩形斷面活塞環(huán)演變成類似桶面環(huán)的形狀。本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第12頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分

3.邊界摩擦（邊界潤(rùn)滑）----是指相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面間被極薄的一層（通常只有幾個(gè)分子直徑厚）具有特殊性質(zhì)的潤(rùn)滑膜所隔開的摩擦。

這時(shí)，潤(rùn)滑膜不遵從流體動(dòng)力學(xué)定律，且兩表面之間的摩擦不是取決于潤(rùn)滑劑的粘度，而是取決于兩表面和潤(rùn)滑劑的特性。

邊界摩擦中，存在于相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面間的極薄的且具有特殊性質(zhì)的油膜，稱為邊界膜。

依膜的結(jié)構(gòu)形式不同可將其分為，吸附膜和反應(yīng)膜；本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第13頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分邊界潤(rùn)滑膜吸附膜----是在邊界摩擦狀態(tài)中，潤(rùn)滑劑中的極性分子吸附在摩擦副表面上所形成的邊界膜，可分為和化學(xué)反應(yīng)膜(物理吸附膜)。反應(yīng)膜----對(duì)于含硫、磷、氯等元素添加劑的潤(rùn)滑油而言，由于它能與摩擦副表面產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)而生成邊界膜，所以稱為化學(xué)反應(yīng)膜。本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第14頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分邊界潤(rùn)滑膜的形成脂肪酸是一種長(zhǎng)鏈型的極性化合物。它的一端有能牢固吸附在金屬表面上的極性團(tuán)COOH，可以在金屬上形成一層致密的按一定方向排列的、通常由3~4層分子構(gòu)成的邊界吸附膜。由于長(zhǎng)長(zhǎng)的鏈?zhǔn)椒肿颖倔w排列緊密，且鏈與鏈之間具有內(nèi)聚力，因而使邊界膜具有一定的承載能力。本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第15頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分單分子層吸附膜的潤(rùn)滑作用模型在邊界摩擦情況下，當(dāng)摩擦副表面相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于兩表面上各自的吸附膜象兩把毛刷相互滑動(dòng)，從而避免了金屬摩擦副表面直接接觸，降低了摩擦系數(shù)。起到了潤(rùn)滑作用。本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第16頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分

當(dāng)邊界膜是反應(yīng)膜時(shí)，由于摩擦主要發(fā)生在此熔點(diǎn)低、剪切強(qiáng)度低的反應(yīng)膜內(nèi)，從而有效的防止了金屬摩擦副表面直接接觸，也能使摩擦系數(shù)降低。本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第17頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分邊界摩擦特性邊界摩擦的摩擦系數(shù)不取決于潤(rùn)滑劑的粘度，而是取決于兩表面和潤(rùn)滑劑的特性，一般在0.03~0.05之間，且通常與載荷和相對(duì)滑動(dòng)速度無(wú)關(guān)。本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第18頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分邊界摩擦特性無(wú)論是吸附膜還是反應(yīng)膜，都有一定的臨界溫度，若工作溫度過高，將使邊界膜破壞，出現(xiàn)固體摩擦?！皞渥ⅰ北疚臋n共107頁(yè)；當(dāng)前第19頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分4.混合摩擦在實(shí)際工作中零件的摩擦是在混合磨擦狀態(tài)中工作的，混合摩擦包括固體摩擦、流體摩擦和邊界摩擦這三種,或其中兩種摩擦。半固體摩擦半流體摩擦長(zhǎng)時(shí)間停車后重新啟動(dòng)的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸壁與活塞環(huán)，在開始啟動(dòng)的最初時(shí)刻（尤其是氣缸上部）出現(xiàn)混合磨擦。本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第20頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分

斯特里貝克曲線研究表明對(duì)摩擦特性影響最大的因素是液體潤(rùn)滑油的粘度、摩擦副相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度和摩擦副載荷三參數(shù)的綜合作用。

本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第21頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分第二章汽車零部件的損傷及其分析重點(diǎn)：1.汽車零件失效的基本原因；2.汽車摩擦學(xué)理論；3.磨損的分類與失效；4.汽車零件疲勞；5.汽車零件的變形；6.汽車零件的腐蝕；本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第22頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分第二章汽車零部件的損傷及其分析難點(diǎn)：1.汽車摩擦學(xué)-混合摩擦；2.粘著磨損；微動(dòng)磨損；3.腐蝕磨損；4.提高汽車零件抗疲勞斷裂的方法；5.基礎(chǔ)件的變形；本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第23頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分第二章汽車零部件的失效模式及其分析

汽車零部件失效分析，是研究汽車零部件喪失其功能的原因、特征和規(guī)律；目的在于：分析原因，找出責(zé)任，提出改進(jìn)和預(yù)防措施，提高汽車可靠性和使用壽命。本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第24頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分第一節(jié)汽車零部件失效的概念及分類一、失效的概念；二、失效的基本類型；三、零件失效的基本原因；本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第25頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分一、失效的概念

汽車零部件失去原設(shè)計(jì)所規(guī)定的功能稱為失效。

失效不僅是指完全喪失原定功能，而且還包含功能降低和有嚴(yán)重?fù)p傷或隱患、繼續(xù)使用會(huì)失去可靠性和安全性的零部件。本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第26頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分二、失效的基本形式

按失效模式和失效機(jī)理對(duì)失效進(jìn)行分類是研究失效的重要內(nèi)容。

汽車零部件按失效模式分類可分為磨損、疲勞斷裂、變形、腐蝕及老化等五類；

一個(gè)零件可能同時(shí)存在幾種失效模式或失效機(jī)理。本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第27頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分第二節(jié)零件的磨損磨損----物體表面相互接觸并做相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),材料從表面逐漸損失,以致使表面發(fā)生尺寸和表面形狀變化的現(xiàn)象.本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第28頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分汽車零件磨損效分類

失效類型失效模式舉例磨損粘著磨損、磨料磨損、表面疲勞、腐蝕磨損、微動(dòng)磨損汽缸工作表面“拉缸”、曲軸“抱軸”、齒輪表面和滾動(dòng)軸承表面的麻點(diǎn)、凹坑等疲勞磨損是指在純滾動(dòng)或流動(dòng)兼滑動(dòng)的磨擦條件下，材料表層發(fā)生疲勞破壞的現(xiàn)象齒輪、滾動(dòng)軸承等的破壞形式主要是剝皮、麻斑等，是由于零件表面產(chǎn)生疲勞所引起

的麻斑、和麻斑肅落。疲勞斷裂低應(yīng)力高周疲勞、高應(yīng)力低周疲勞、腐蝕疲勞、熱疲勞曲軸斷裂、齒輪輪齒折斷等腐蝕化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕、穴蝕濕式汽缸套外壁麻點(diǎn)、孔穴變形過量彈性變形、過量塑性變形曲軸彎曲、扭曲，基礎(chǔ)件（汽缸體、變速器殼、驅(qū)動(dòng)橋殼）變形老化龜裂、變硬橡膠輪胎、塑料器件本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第29頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分2.磨料磨損⑴磨料----混雜在空氣和潤(rùn)滑濟(jì)中的塵埃和機(jī)械雜質(zhì)（粒度為20μm～30μm。其硬度大于零件表面的硬度）。⑵磨料磨損----物體表面與磨料相互摩擦（刮消）而使表面材料損失的現(xiàn)象稱為～。磨料磨損占各類磨損損失的50％。是危害最大的一種磨損形式。在實(shí)際生產(chǎn)中只能減小不能消除。本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第30頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分①以微量切削為主的假說(shuō)。認(rèn)為當(dāng)塑性材料與固定的磨料進(jìn)行磨擦?xí)r，在金屬表面發(fā)生兩個(gè)過程。一是塑性擠壓，形成壓痕；二是刮削金屬形成磨削。

②以疲勞破壞為主的假說(shuō)。金屬表面顯微物體經(jīng)過多次塑性變形，小顆粒從金屬表面一脫落下來(lái)。針對(duì)滾動(dòng)接觸疲勞。⑶磨料磨損的失效機(jī)理（假說(shuō)）本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第31頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分③以壓痕為主的假說(shuō)。對(duì)于塑性較大的材料，磨料在壓力作用下壓入材料表面，刮削金屬表面，形成溝槽，使金屬表面受到嚴(yán)重的塑性變形壓痕。④以斷裂為主的假說(shuō)。針對(duì)脆性材料，磨料在壓入和刮擦金屬表面時(shí)，產(chǎn)生脆性斷裂。即磨料壓入深度達(dá)到臨界深度時(shí)，隨壓力產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力足以使裂紋產(chǎn)生。裂紋有兩種形式，垂直表面的縱向裂紋和從壓痕底部向表成擴(kuò)展的橫向裂紋。⑶磨料磨損的失效機(jī)理（假說(shuō)）本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第32頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分主要使用技術(shù)指標(biāo)：①將砂紙貼在圓盤上，圓盤轉(zhuǎn)速60r/min；②試件：直徑為2mm,長(zhǎng)度為20mm的20號(hào)鋼；③圓盤每轉(zhuǎn)一圈，試件徑向移動(dòng)1mm;④試件上的載荷（壓力）用配重盤加在承載卡子上。⑷磨料磨損的影響因素

X----4B磨損試驗(yàn)機(jī)本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第33頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分試驗(yàn)結(jié)果用相對(duì)耐磨性ε表示，即在同一試驗(yàn)條件下，相同的磨損軌跡長(zhǎng)度時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)試件的線磨損與試件的線磨損之比。即ε=ΔLb/ΔLtΔLb——標(biāo)準(zhǔn)試件的線磨損

ΔLt——試件的線磨損本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第34頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是：⑴磨擦條件不變時(shí)磨損量與試件所經(jīng)過的磨損路線成正比；⑵磨擦條件不變時(shí)磨損量與試件所受的單位壓力成正比；⑶其它條件不變時(shí)（路程、壓力），滑動(dòng)速度從1.4~10.3m/min增加到22..6~164.3m/min，速度增加16倍，末淬火的４０號(hào)鋼磨損增加１３℅，淬火的45號(hào)鋼只增加約６℅。即磨損量與硬度成反比。⑷金屬的硬度與耐磨性之間的關(guān)系取決于金屬狀態(tài)；①退火狀態(tài)不同的金屬（純金屬與退火鋼）硬度與耐磨性成正比；②一般合金鋼或４０號(hào)鋼經(jīng)表面冷作硬化后其硬度大大增加，但相對(duì)耐磨性卻保持不變。本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第35頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分⑸磨粒硬度對(duì)金屬的影響①磨粒硬度/金屬硬度,硬度比＞0.8時(shí)，耐磨性將迅速增加，這種狀況稱為“軟磨料磨損”或低應(yīng)力磨損。當(dāng)硬度比＜0.8時(shí)，耐磨性將迅速減小，這種狀況稱為“硬磨料磨損”或高應(yīng)力摩。或當(dāng)材料表面硬度是磨粒硬度的1.3倍時(shí)，磨損量是最小的；如果繼續(xù)增加金屬硬度效果則不明顯。本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第36頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分⑹磨粒粒度對(duì)金屬磨損的影響：當(dāng)磨粒粒度小于１００um時(shí)，顆粒尺寸與磨損量成正比，當(dāng)顆粒大到一定程度（直徑≥１００um）后，磨損不再增加。不同的材料磨粒的臨界尺寸是不完全相同地的本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第37頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分⑶溫度的影響應(yīng)注意區(qū)分摩擦面的平均溫度與摩擦面實(shí)際接觸的溫度；（接觸點(diǎn)的瞬時(shí)溫度稱為熱點(diǎn)溫度或閃點(diǎn)溫度）；滑動(dòng)速度和接觸壓力對(duì)磨損量的影響主要是熱點(diǎn)溫度改變而引起的。當(dāng)摩擦表面溫度升高到一定程度時(shí)，輕者破壞油膜，重者使材料處于回火狀態(tài)，從而降低了強(qiáng)度，甚至使材料局部區(qū)域溫度升高至熔化狀態(tài)，將促使粘著磨損產(chǎn)生。本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第38頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分

大約溫度在300℃左右時(shí)，比磨損量有極大值。

總的來(lái)說(shuō)，隨著熱點(diǎn)溫度的變化，磨損類型和磨損量也發(fā)生較復(fù)雜的變化。熱點(diǎn)溫度在250℃以下為氧化磨損，磨損量很小；由250℃開始轉(zhuǎn)變?yōu)檎持p，在300℃附近粘著磨損出現(xiàn)極大值。而高于300~400℃時(shí)，隨著溫度上升而磨損量減小，這又是氧化磨損，故磨損量為最?。划?dāng)熱點(diǎn)溫度進(jìn)一步升高，摩擦面局部接點(diǎn)形成的粘著現(xiàn)象就從熱源向摩擦副每一元件傳入而形成體積熱場(chǎng)，使摩擦面平均溫度顯著升高，此時(shí)粘著現(xiàn)象不只是發(fā)生在個(gè)別點(diǎn)上，而是在較大面積上形成“燒結(jié)”，這就是前面所說(shuō)的高溫磨損。

例如曲軸與軸承之間的燒瓦現(xiàn)象。

熱點(diǎn)溫度300℃零件磨損量最大，粘著磨損轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸p；

熱點(diǎn)溫度400℃零件磨損有極小值，氧化磨損轉(zhuǎn)變?yōu)檎持p

本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第39頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分

總之，磨料磨損機(jī)理是屬于磨料的機(jī)械作用，這種機(jī)械作用在很大程度上與磨料的性質(zhì)、形狀及尺寸大小、固定的程度及載荷作用下磨料與被磨表面的機(jī)械性能有關(guān)。

本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第40頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分三、黏著磨損1.黏著磨損----磨擦副相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于固相焊合接觸表面的材料從一個(gè)表面轉(zhuǎn)移到另一個(gè)表面的現(xiàn)象，稱為～。2.黏著磨損規(guī)律----黏著的與滑動(dòng)距離和法向載荷成反比。其規(guī)律如下：

Wv＝KNL/3P0

＝K′NL/HB式中：Wv----材料體積量；

L----滑動(dòng)距離；

N----磨擦副上法向載荷；

P0----軟材料的屈服極限；

HB----軟材料料的布氏硬度；

K

K′----磨擦系數(shù)，與黏著產(chǎn)生的概率、材料有關(guān)；本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第41頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分黏著磨損試驗(yàn)（X----4B磨損試驗(yàn)機(jī)曲線）用ＣＴ１０鋼試件與４０鋼標(biāo)準(zhǔn)園盤磨擦?xí)r得到的相對(duì)速度與磨損強(qiáng)度的關(guān)系曲線可說(shuō)明這一問題。試驗(yàn)材料及規(guī)格：配對(duì)試件ＣＴ１０，D=5mm標(biāo)準(zhǔn)圓盤40x,,D=75mm;比壓：２０kg/cm;本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第42頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分可把曲線分為三個(gè)區(qū)段加以分析。第一區(qū)段：也稱為粘著磨損段。此時(shí)相對(duì)移動(dòng)速度低，磨損量達(dá)到最大值。當(dāng)滑移速度為0.4~1.5m/s(0~0.4為原始氧化磨損)時(shí)表層原始氧化層被磨去露出新生晶體，給抓粘創(chuàng)造了條件，從底部撕去微屑，所以磨損極大。第二區(qū)段：也稱為氧化磨損區(qū)段，當(dāng)滑移速度為v=1.5~4.0m/s,磨損急劇下降（為第一區(qū)段的１／１０００，同時(shí)磨擦面出現(xiàn)比較光滑的磨損。磨擦系數(shù)隨之降低。原因：①滑移速度增加溫度增加，表面氧化速度快，產(chǎn)生氧化膜；②經(jīng)過第一區(qū)段磨損磨擦面產(chǎn)生硬化層；③滑動(dòng)速度增加動(dòng)磨擦系數(shù)減??；第三區(qū)段：滑移速度≥4.0m/s磨擦表面溫度進(jìn)一步增高，使磨擦面金屬達(dá)到熱塑性狀態(tài)（接觸點(diǎn)瞬時(shí)溫度達(dá)1000C以上）微區(qū)金屬熔化呈粘聯(lián)狀態(tài)，移動(dòng)中表面抓取軟化了的金屬微粒，這是另一種形式的抓粘磨損（也稱為熱磨損）。本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第43頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分3.黏著磨損的影響因素P35⑴材料特性（材料配對(duì)）：①脆性材料比塑性材料抗粘著能力強(qiáng)調(diào)②互熔性小的材料配對(duì)形成的磨擦副，粘著傾向?。环粗持鴥A向大；③多相金屬比單向金屬粘著傾向小，金屬化合物、非金屬、石黒與金屬的粘著傾向??；同種材料硬度越高其粘著極限值越低。例如，鑄鐵：含碳2.8,硅1.6，硬度ＨＢ240,極限為20kg/cm；而與巴氏合金配對(duì)極限可達(dá)100kg/cm以上。本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第44頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分⑵比壓（壓力）----粘著摩損量一般隨比壓增加到某一臨界值后急劇增加。巴氏合金、銅合金、鋁合金與曲軸軸頸磨擦系數(shù)與比壓的關(guān)系。⑶滑移速度：在比壓一定的情況下粘著磨損量隨著滑移速度的增加而增加，達(dá)到某一極大值后又隨速度的增加而減小。

⑷溫度：對(duì)于內(nèi)燃機(jī)而言正常溫度為85~95℃，太高太低都會(huì)使零件的磨損增加。因?yàn)闇囟扔绊懼饘俨牧系臒崤蛳禂?shù)和潤(rùn)滑油的特性，直接影響著零部件的配合關(guān)系和磨擦性質(zhì)。本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第45頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分黏著磨損的影響因素P35⑸表面粗糙度：一般而言，摩擦表面粗糙度趆低，抗粘著能力趆強(qiáng)；但是過低又會(huì)促進(jìn)粘著的發(fā)生。⑹潤(rùn)滑：潤(rùn)滑狀況對(duì)粘著有著較大的影響，邊界潤(rùn)滑時(shí)粘著磨損大于流體動(dòng)壓潤(rùn)滑；而流體動(dòng)壓潤(rùn)滑又大于流體靜壓潤(rùn)滑。本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第46頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分防止粘著磨損應(yīng)遵循的原則

⑴設(shè)法減小摩擦區(qū)熱的形成，使摩擦區(qū)的溫度低于金屬熱穩(wěn)定性的臨界溫度和潤(rùn)滑油熱穩(wěn)定性的臨界溫度。引起粘著磨損的根本原因是摩擦區(qū)形成的熱⑵在材料選擇上應(yīng)選用熱穩(wěn)定性高的合金鋼并進(jìn)行正確的熱處理，或采用熱穩(wěn)定性高的硬質(zhì)合金堆焊。⑶改善摩擦區(qū)結(jié)構(gòu)；改變摩擦區(qū)的形狀尺寸；配合副的配合間隙，采用合適的潤(rùn)滑劑及表面膜。二是設(shè)法提高金屬熱穩(wěn)定性和潤(rùn)滑油的熱穩(wěn)定性。

本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第47頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第48頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分

接觸壓力的變化并不會(huì)改善磨損量隨滑動(dòng)速度而變化的規(guī)律，但隨著接觸壓力增加其磨損量也增加，而且粘著磨損發(fā)生的區(qū)域移向滑動(dòng)速度較低的區(qū)域。也就是說(shuō)重載低速運(yùn)行容易產(chǎn)生粘著磨損的條件。本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第49頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分四、疲勞磨損1.疲勞磨損----是指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（即表面產(chǎn)生剝皮、麻坑、麻點(diǎn)）的現(xiàn)象稱為表面～。表面疲勞磨損一般多出現(xiàn)在相對(duì)滾動(dòng)或帶有滑動(dòng)的滾動(dòng)摩擦條件下；如齒輪副的輪齒表面、滾動(dòng)軸承的滾珠和滾道以及凸輪副等；滑動(dòng)摩擦?xí)r，也會(huì)出現(xiàn)疲勞破壞，如巴氏合金軸承表面材料的疲勞剝落。

本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第50頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分2.疲勞磨損的類型：①非擴(kuò)展性疲勞磨損。新零件使用初期表面產(chǎn)生的微粒脫落，隨著接觸面積的增大，表面壓強(qiáng)減小微粒脫落結(jié)束；對(duì)于塑性好的材料，隨著表面壓應(yīng)力的循環(huán)，使表面產(chǎn)生冷作硬化微粒脫落結(jié)束；②擴(kuò)展性疲勞磨損。由于表面材料塑性差或潤(rùn)滑方式選擇不當(dāng)，在磨合初期就產(chǎn)生麻斑剝落本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第51頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分3.疲勞磨損的機(jī)理（疲勞破壞的三個(gè)因素

⑴最大剪應(yīng)力理論－裂紋起源于次表層；研究表明純滾動(dòng)時(shí)，最大剪切應(yīng)力發(fā)生在表層下0.786b（b為接觸寬度之半）處，即次表層內(nèi)，在載荷反復(fù)作用下，裂紋在此附近發(fā)生，并沿著最大剪切應(yīng)力方向擴(kuò)展到表面，形成磨損微粒脫落，磨屑形狀多為扇形，在“痘斑”狀坑點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)表明，凡是潤(rùn)滑條件優(yōu)良、摩擦力小的滾動(dòng)接觸表面若出現(xiàn)疲勞磨損，裂紋形成多發(fā)生在次表層。特點(diǎn)是裂紋形成緩慢而擴(kuò)展較快。除純滾動(dòng)接觸外，還帶有滑動(dòng)接觸式，最大剪切應(yīng)力的位置隨著滑動(dòng)分量的增加向表層移動(dòng)，破壞位置隨之向表層移動(dòng)。本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第52頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分⑵油楔理論－裂紋起源于摩擦表面

（滾動(dòng)帶滑動(dòng)接觸）

在滾動(dòng)兼滑動(dòng)的接觸磨擦表面（齒輪嚙合面），由于外載荷、表層的應(yīng)力和摩擦力的作用，引起表層或接近表層的塑性變形，使表層硬化形成初始裂紋，并沿著與表面呈小于45°的夾角方向擴(kuò)展。形成油楔，裂紋內(nèi)壁承受很大壓力，迫使裂紋向縱深發(fā)展。裂紋與表面層之間的小塊金屬猶如一承受彎曲的懸臂梁，在載荷的繼續(xù)作用下被折斷，在接觸面留下深淺不同的麻點(diǎn)剝落坑，深度0.1~0.2mm。本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第53頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分⑶裂紋起源于硬化層與芯部過度區(qū)；

表層經(jīng)過硬化處理的零件（滲碳、淬火等），其接觸疲勞裂紋往往出現(xiàn)在硬化層與芯部過渡區(qū)。這是因?yàn)樵撎幩惺艿募羟袘?yīng)力較大，而材料的剪切強(qiáng)度較低。

試驗(yàn)表明，只要該處承受的剪切應(yīng)力與材料的剪切強(qiáng)度之比大于0.55時(shí)，就有可能在過渡區(qū)形成初始裂紋。

裂紋平行于表面，擴(kuò)展后再垂直向表面發(fā)展而出現(xiàn)表層大塊狀剝落。

硬化層深度不合理、芯部強(qiáng)度過低、過渡區(qū)存在不利的殘余應(yīng)力時(shí)，容易在硬化層與芯部過渡區(qū)產(chǎn)生裂紋。

（4）表面壓饋：表面因塑性變形面產(chǎn)生材料損失。本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第54頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分⒊表面疲勞磨損影響因素

①材料與表面硬度；材料材料的強(qiáng)度和硬度的提高，接觸疲勞強(qiáng)度相應(yīng)提高，但并不是一直保持正比關(guān)系。如軸承鋼硬度為HRC62時(shí)抗疲勞能力最大，隨硬度增加或降低抗疲勞能力下降。

②潤(rùn)滑油黏度；黏度大抗疲勞能力大

③表面粗糙度；

④裝配精度（質(zhì)量）：特別是滾柱軸承的裝配緊程度。本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第55頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分三、零件失效的基本原因⒈工作條件包括零件的受力狀況和工作環(huán)境；⒉設(shè)計(jì)制造設(shè)計(jì)不合理、選材不當(dāng)、制造工藝不當(dāng)?shù)?；⒊使用維修本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第56頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分三、零件失效的基本原因

⒈工作條件基本原因主要內(nèi)容應(yīng)用舉例工作條件零件的受力狀況

曲柄連桿機(jī)構(gòu)在承受氣體壓力過程中，各零件承受扭轉(zhuǎn)、壓縮、彎曲載荷及其應(yīng)力作用；齒輪輪齒根部所承受的彎曲載荷及表面承受的接觸載荷等；絕大多數(shù)汽車零件是在動(dòng)態(tài)應(yīng)力作用下工作的。工作環(huán)境；

汽車零件在不同的環(huán)境介質(zhì)和不同的工作溫度作用下，可能引起腐蝕磨損、磨料磨損以及熱應(yīng)力引起的熱變形、熱膨脹、熱疲勞等失效，還可能造成材料的脆化，高分子材料的老化等。本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第57頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分三、零件失效的基本原因

⒉設(shè)計(jì)制造；⒊使用維修；基本原因主要內(nèi)容應(yīng)用舉例設(shè)計(jì)制造設(shè)計(jì)不合理；

軸的臺(tái)階處直角過渡、過小的圓角半徑、尖銳的棱邊等造成應(yīng)力集中；花鍵、鍵槽、油孔、銷釘孔等處，設(shè)計(jì)時(shí)沒有考慮到這些形狀對(duì)截面的削弱和應(yīng)力集中問題，或位置安排不妥當(dāng)；選材不合理；制造工藝過程中操作不合理；制動(dòng)蹄片材料熱穩(wěn)定系數(shù)不好；產(chǎn)生裂紋、高殘余內(nèi)應(yīng)力、表面質(zhì)量不良；使用維修使用；維修；汽車超載、潤(rùn)滑不良，頻繁低溫冷啟動(dòng)；破壞裝配位置，改變裝配精度；本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第58頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分第二節(jié)汽車零部件磨損失效模式與失效機(jī)理

汽車或機(jī)械運(yùn)動(dòng)在其運(yùn)動(dòng)中都是一個(gè)物體與另一物體相接觸、或與其周圍的液體或氣體介質(zhì)相接觸，與此同時(shí)在運(yùn)動(dòng)過程中，產(chǎn)生阻礙運(yùn)動(dòng)的效應(yīng)，這就是摩擦。由于摩擦，系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)面和動(dòng)力面性質(zhì)受到影響和干擾，使系統(tǒng)的一部分能量以熱量形式發(fā)散和以噪音形式消失。同時(shí)，摩擦效應(yīng)還伴隨著表面材料的逐漸消耗，這就是磨損。磨損是摩擦效應(yīng)的一種表現(xiàn)和結(jié)果?！澳p是構(gòu)件由于其表面相對(duì)運(yùn)動(dòng)而在承載表面上不斷出現(xiàn)材料損失的過程?！?/p>

據(jù)統(tǒng)計(jì)有75%的汽車零件由于磨損而報(bào)廢。因此磨損是引起汽車零件失效的主要原因之一。本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第59頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分形成機(jī)理：

由于表面存在微觀不平，表面的接觸發(fā)生在微凸體處，在一定載荷作用下，接觸點(diǎn)處發(fā)生塑性變形，使其表面膜被破壞，兩摩擦表面金屬直接接觸形成粘結(jié)點(diǎn)（固相焊合）；摩擦熱產(chǎn)生使接觸點(diǎn)處熔化和熔合（熱磨損）；

由于粘著點(diǎn)與摩擦副雙方材料機(jī)械性能的差別，當(dāng)粘著部分脫離時(shí)，可能出現(xiàn)兩種情況：⑴外部粘著；粘著點(diǎn)的結(jié)合強(qiáng)度比摩擦副雙方材料的強(qiáng)度低時(shí)，從粘著點(diǎn)分界面脫離，機(jī)體內(nèi)部變形小，沒有明顯粘著現(xiàn)象。氣缸壁與活塞環(huán)潤(rùn)滑不良時(shí)，將或多或少產(chǎn)生此種磨損；⑵內(nèi)部粘著；粘著點(diǎn)的結(jié)合強(qiáng)度比摩擦副的一方強(qiáng)度高，此時(shí)脫離面發(fā)生在原子結(jié)合力較弱的金屬內(nèi)部，大塊磨粒從基體被撕裂后而導(dǎo)致粘著磨損。發(fā)動(dòng)機(jī)的拉缸、抱瓦等；

本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第60頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分最大剪應(yīng)力理論－裂紋起源于次表層；油楔理論－裂紋起源于摩擦表面；（滾動(dòng)帶滑動(dòng)的接觸）裂紋起源于硬化層與芯部過度區(qū)；本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第61頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分五、腐蝕失效及其機(jī)理P37

零件表面在摩擦過程中，表面金屬與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)，因而出現(xiàn)物質(zhì)損失的現(xiàn)象成為腐蝕磨損。按腐蝕機(jī)理可分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。汽車上約20%的零件因腐蝕而失效。本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第62頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分一、化學(xué)腐蝕失效機(jī)理：金屬零件與介質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)作用而引起的損傷稱為化學(xué)腐蝕。金屬在干燥空氣中的氧化以及金屬在不導(dǎo)電介質(zhì)中的腐蝕等均屬于化學(xué)腐蝕；化學(xué)腐蝕過程中沒有電流產(chǎn)生，通常在金屬表面形成一層腐蝕產(chǎn)物膜，如鐵在干燥的空氣中與氧作用生成Fe3O4;這層膜的性質(zhì)決定化學(xué)腐蝕速度，如果膜是完整的，強(qiáng)度、塑性都很好，膨脹系數(shù)和金屬相近，膜與金屬的粘著力強(qiáng)等，就具有保護(hù)金屬、減緩腐蝕的作用。本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第63頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分二、電化學(xué)腐蝕失效機(jī)理：----電化學(xué)腐蝕是兩個(gè)不同的金屬在導(dǎo)電溶液中形成一對(duì)電極，產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)而發(fā)生腐蝕的作用，使充當(dāng)陽(yáng)極的金屬被腐蝕。

電化學(xué)腐蝕的基本特點(diǎn)：在金屬不斷遭到腐蝕的同時(shí)還有電流產(chǎn)生。如金屬在酸、堿、鹽溶液及潮濕空氣中的腐蝕等。

引起電化學(xué)腐蝕的原因是金屬與電解質(zhì)相接觸，由于離子交換，產(chǎn)生電流形成原電池，由于電流無(wú)法利用，使陽(yáng)極金屬受到腐蝕，稱為腐蝕電池。

異類電極電池；濃差腐蝕電池（濕式缸套下部的橡膠密封處）；局部腐蝕電池（金屬表面有氧化膜或電池時(shí)），也稱其為微電池；

本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第64頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分

與燃?xì)饨佑|的零件所受的腐蝕為燃?xì)飧g?？煞譃榈蜏馗g和高溫腐蝕，低溫腐蝕主要為電化學(xué)腐蝕，高溫腐蝕主要為化學(xué)腐蝕。

防止電化學(xué)腐蝕的方法，在汽車上主要用覆蓋層保護(hù)。覆蓋層有金屬性的（鍍鉻、鍍錫）和非金屬性的（油漆、塑料）有些零件利用電化學(xué)和化學(xué)方法在表面生成一層致密的保護(hù)膜，如發(fā)藍(lán)是生成一層氧化膜，磷化是生成一層磷化膜；本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第65頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分⒉氧化磨損：

氧化磨損是最常見的一種磨損形式，曲軸軸頸、氣缸、活塞銷、齒輪嚙合表面、滾珠或滾柱軸承等零件都會(huì)產(chǎn)生氧化磨損。與其它磨損類型相比，氧化磨損具有最小的磨損速度，有時(shí)氧化膜還能起到保護(hù)作用；

影響因素：影響氧化磨損的因素有滑動(dòng)速度、接觸載荷、氧化膜的硬度、介質(zhì)中的含氧量、潤(rùn)滑條件以及材料性能等。

本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第66頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分滑動(dòng)速度和接觸載荷對(duì)氧化磨損的影響氧化磨損量隨滑動(dòng)速度的變化而變化。當(dāng)滑動(dòng)速度變化時(shí)，磨損類型將在氧化磨損和粘著磨損之間相互轉(zhuǎn)化。當(dāng)載荷超過某一臨界值時(shí)，磨損量隨載荷的增加而急劇增加，其磨損類型也由氧化磨損轉(zhuǎn)化為粘著磨損。本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第67頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分介質(zhì)含氧量對(duì)氧化磨損的影響介質(zhì)含氧量直接影響磨損率，金屬在還原氣體、純氧介質(zhì)中，其磨損率都比空氣中大，這是因?yàn)榭諝庵行纬傻难趸?qiáng)度高，與基體金屬結(jié)合牢固的關(guān)系。本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第68頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分潤(rùn)滑條件對(duì)氧化磨損的影響潤(rùn)滑油膜能起到減磨和保護(hù)作用，減緩氧化膜生成的速度。但油脂與氧化反應(yīng)生成酸性氧化物時(shí)則會(huì)腐蝕摩擦表面生產(chǎn)中有時(shí)利用危害性小的氧化磨損來(lái)防止危害性大的粘著磨損。如汽車后橋采用雙曲線齒輪傳動(dòng)，因雙曲線齒輪副接觸應(yīng)力較大，極易產(chǎn)生早期粘著磨損。在潤(rùn)滑油中加入中性極壓添加劑，使油膜強(qiáng)度提高；本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第69頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分3·特殊介質(zhì)腐蝕磨損：

定義：摩擦副與酸、堿、鹽等特殊介質(zhì)作用生成各種產(chǎn)物，在摩擦過程中不斷被磨去的現(xiàn)象；其磨損機(jī)理與氧化磨損相似，但磨損速度較快，磨損率隨介質(zhì)的腐蝕性增大而變大。結(jié)構(gòu)致密，與基體金屬結(jié)合牢固的鈍化膜或保護(hù)膜的生成速度大于腐蝕速度，則磨損率不隨介質(zhì)的腐蝕性而變化。本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第70頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分

發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)的燃燒產(chǎn)物中含有碳、硫和氮的氧化物、水蒸氣和有機(jī)酸如蟻酸（CH2O）、醋酸（C2H4O2）等腐蝕性物質(zhì)，可直接與缸壁起化學(xué)作用是化學(xué)腐蝕，也可溶于水形成酸性物質(zhì)腐蝕缸壁前者稱為化學(xué)腐蝕，后者稱為電化學(xué)腐蝕，其腐蝕強(qiáng)度與溫度有關(guān)。

本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第71頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分氣缸（內(nèi)）壁溫度與腐蝕強(qiáng)度關(guān)系在Tk－Tn范圍內(nèi)磨損很輕微，高于這個(gè)溫度潤(rùn)滑油沾度會(huì)降低，油膜會(huì)被破壞，使燃燒產(chǎn)生的酸性物質(zhì)與汽缸壁直接接觸，產(chǎn)生化學(xué)腐蝕磨損。低于這個(gè)溫度使燃燒產(chǎn)生的酸性物質(zhì)較多同樣會(huì)對(duì)汽缸壁產(chǎn)生較強(qiáng)的化學(xué)腐蝕磨損。本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第72頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分

潤(rùn)滑油氧化時(shí)將產(chǎn)生有機(jī)酸，對(duì)軸承材料中的鉛、鎘有很大腐蝕作用，開始時(shí)在軸承表面形成黑點(diǎn)，并逐漸擴(kuò)展成海面狀空洞，在摩擦過程中呈小塊剝落，應(yīng)嚴(yán)格控制潤(rùn)滑油中的酸值。

本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第73頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分4·汽蝕（穴蝕或空蝕）

汽蝕定義：----當(dāng)零件與液體接觸并有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，零件表面出現(xiàn)的損傷現(xiàn)象。實(shí)例：水泵葉輪葉片背面上半生的針剌蜂窩、缸套的外壁與冷卻液接觸的表面、滑動(dòng)軸承在最小油膜間隙之后的油膜擴(kuò)散部分（由于負(fù)壓的存在），都可能產(chǎn)生穴蝕；本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第74頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分穴蝕產(chǎn)生的機(jī)理

----是由于冷卻系的工作部件在液體中運(yùn)動(dòng)時(shí)局布產(chǎn)生負(fù)壓，負(fù)壓使得液體汽化產(chǎn)生汽泡，汽泡在潰滅的瞬時(shí)產(chǎn)生極大的沖擊力造成的表面疲勞破壞。----冷卻系溫度又是促進(jìn)汽化的主要原因。90℃加上局部負(fù)壓，極易產(chǎn)生汽化現(xiàn)象。由此冷卻系的穴蝕較嚴(yán)重。同時(shí)有化學(xué)和電化學(xué)作用產(chǎn)生。----汽泡在潰滅的瞬時(shí)沖擊力（幾千甚至一萬(wàn)個(gè)大氣壓）的速度可達(dá)250m/s。氣缸套穴蝕為例，由于氣缸內(nèi)燃燒壓力隨曲軸轉(zhuǎn)角而變化，缸套在活塞側(cè)向推力的作用下，使缸套產(chǎn)生彈性變形和高頻振動(dòng)。本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第75頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分

缸套的外壁承受這種沖擊應(yīng)力的反復(fù)作用，使表面材料產(chǎn)生疲勞而逐漸脫落，形成麻點(diǎn)狀，隨后擴(kuò)展、加深，嚴(yán)重時(shí)呈聚集的蜂窩狀孔穴群，甚至穿透缸壁

（柴油機(jī)的強(qiáng)化）缸套穴蝕破壞的一般特征是孔穴群集中出現(xiàn)在連桿擺動(dòng)平面的兩側(cè)，尤其是在活塞承受側(cè)壓力大的一側(cè)所對(duì)應(yīng)的缸套外壁最為嚴(yán)重。另外在進(jìn)水口和水流轉(zhuǎn)向處，缸套支撐面和密封處也可能出現(xiàn)穴蝕破壞。

本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第76頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分

防止缸套穴蝕的措施，一是防止或減少氣泡的形成，二是如氣泡不可避免的發(fā)生，就應(yīng)設(shè)法使氣泡遠(yuǎn)離機(jī)件的地方潰滅或提高零件材料抗穴蝕能力。增加氣缸套固定剛度（如增加承孔高度，減少配合間隙等），以減少缸套的振動(dòng)；加寬水套使冷卻均勻，減少氣泡爆破時(shí)的影響；消除冷卻水路中局部渦流區(qū)及死水區(qū)，可采用切向進(jìn)水；應(yīng)在使用中保持冷卻水的清潔或冷卻水中加乳化劑；提高缸體與活塞修理質(zhì)量和裝配質(zhì)量等對(duì)防止穴蝕都有一定作用。

預(yù)防方法，就材料來(lái)說(shuō)，以選用硬而富于延性（容易加工硬化、結(jié)晶顆粒小、彈性大）的材料為宜；作為環(huán)境條件，采用緩和沖擊作用的方法和電防蝕法等效果較好。

一般柴油機(jī)最易產(chǎn)生穴蝕的冷卻水溫度為40~60℃左右，減少穴蝕的角度，應(yīng)保持發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作溫度80~90℃。本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第77頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分5·氫致磨損：含氫的材料在摩擦過程中，由于力學(xué)及化學(xué)作用導(dǎo)致氫的析出。氫擴(kuò)散到金屬表面的變性層中，使變性層內(nèi)出現(xiàn)大量的裂紋源，裂紋的產(chǎn)生和發(fā)展，使表面材料脫落稱為氫致磨損。氫可能來(lái)自材料本身或是環(huán)境介質(zhì)，如潤(rùn)滑油和水中等。

本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第78頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分七、微動(dòng)磨損及其失效機(jī)理

微動(dòng)磨損(定義)：----兩接觸表面間沒有宏觀相對(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)（一般小于100μm），此時(shí)接觸表面間產(chǎn)生大量的微小氧化物磨損粉末，因此造成的磨損稱為微動(dòng)磨損。微動(dòng)以三種方式對(duì)構(gòu)件造成破壞；①如在微動(dòng)磨損過程中，兩個(gè)表面之間的化學(xué)反應(yīng)起主要作用時(shí)，則稱微動(dòng)腐蝕磨損；②如果微動(dòng)表面或次表面層中產(chǎn)生微裂紋，在反復(fù)應(yīng)力作用下發(fā)展成疲勞裂紋，稱為微動(dòng)疲勞磨損；③同時(shí)產(chǎn)生微動(dòng)腐蝕磨損和微動(dòng)疲勞磨損。本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第79頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分

微動(dòng)磨損通常發(fā)生在靜配合的軸和孔表面、某些片式摩擦離合器內(nèi)外摩擦片的結(jié)合面上，以及一些受振動(dòng)影響的連接件（如花鍵、銷、螺釘）的結(jié)合面上。微動(dòng)磨損造成摩擦表面有較集中的小凹坑，使配合精度降低。更嚴(yán)重的是在微動(dòng)磨損處引起應(yīng)力集中，導(dǎo)致零件疲勞斷裂。

本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第80頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分⒉過程：接觸壓力使結(jié)合面上實(shí)際承載峰頂發(fā)生塑性變形和粘著。外界小振幅的振動(dòng)將粘著點(diǎn)剪切脫落，脫落的磨屑和剪切面與大氣中的氧反應(yīng)，發(fā)生氧化磨損，產(chǎn)生紅褐色的Fe2O3的磨屑堆積在表面之間起著磨料作用，使接觸表面產(chǎn)生磨料磨損。如果接觸應(yīng)力足夠大，微動(dòng)磨損點(diǎn)形成應(yīng)力源，使疲勞裂紋產(chǎn)生并發(fā)展，導(dǎo)致接觸表面破壞。

復(fù)合磨損，粘著磨損、氧化磨損、磨粒磨損形式的組合。微小振動(dòng)和氧化作用是促進(jìn)微動(dòng)磨損的主要因素。本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第81頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分3·影響因素：材料的性能；滑動(dòng)距離、載荷；相對(duì)濕度；振動(dòng)頻率和振幅；溫度；本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第82頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分⑴材料的性能；一般來(lái)說(shuō)，抗粘著磨損性能力大的材料也具有良好的抗微動(dòng)磨損性能。

本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第83頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分⑵滑動(dòng)距離、載荷

緊配合接觸面間相對(duì)滑動(dòng)距離大，微動(dòng)磨損就大?；瑒?dòng)距離一定則微動(dòng)磨損量隨載荷的增加而增加，但超過一定載荷后，磨損量將隨著載荷的增加而減少；（可通過控制預(yù)應(yīng)力及過盈配合的過盈量來(lái)減緩微動(dòng)磨損。）

本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第84頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分⑶相對(duì)濕度微動(dòng)磨損量隨相對(duì)濕度的增加而下降。相對(duì)濕度大于50%以后，金屬表面形成Fe2O3.H2O薄膜，它比通常Fe2O3軟，因此隨著相對(duì)濕度的增加，則微動(dòng)磨損量減小。本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第85頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分⑷振動(dòng)頻率和振幅在大氣中振幅很小（0.012mm）時(shí)，鋼的微動(dòng)磨損不受振動(dòng)頻率的影響；振幅較大時(shí)，隨著振動(dòng)頻率的增加，微動(dòng)磨損量有減小的傾向。當(dāng)振幅超過50~150μm時(shí)，磨損率均顯著上升。本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第86頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分⑸溫度實(shí)驗(yàn)測(cè)得汽車零件的微動(dòng)磨損與溫度的關(guān)系證實(shí)，載重汽車輪轂軸承在冬天的微動(dòng)磨損比夏天嚴(yán)重；實(shí)驗(yàn)測(cè)得中碳鋼的微動(dòng)磨損在臨界溫度130℃時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)折，超過此臨界溫度后，微動(dòng)磨損大幅度降低。對(duì)于低碳鋼，在溫度低于0℃時(shí)，溫度越低，磨損量越大。在0℃以上，磨損率隨溫度上升而逐漸降低，在150~200℃之間突然降低。繼續(xù)升溫，磨損率上升。溫度從135℃升高到400℃時(shí)，其磨損量增加15倍。本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第87頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分

由于微動(dòng)磨損的起因是微振及氧化腐蝕，所以防止措施首先是加強(qiáng)檢查配合件緊固情況，使之不出現(xiàn)微動(dòng)或采取在配合副之間加彈性墊片，充填聚四氟乙烯（套或膜）或用固體潤(rùn)滑劑。

適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑可有效地改善抗微動(dòng)磨損的能力，因?yàn)闈?rùn)滑膜保護(hù)表面防止氧化。采用極壓添加劑或涂抹二硫化鉬都可以減少微動(dòng)磨損。

本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第88頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分第三節(jié)零件變形失效的分類P42一、分類：彈性變形失效、塑性變形失效和蠕變失效。⒈彈性變形失效：零件在外力作用下發(fā)生彈性撓曲，其撓度超過許用值而破壞零件間相對(duì)位置精度的現(xiàn)象；此時(shí)零件所受應(yīng)力未超過彈性極限，零件與應(yīng)變的關(guān)系仍遵循虎克定律；零件的截面積越大，材料彈性模量越高，則越不容易發(fā)生彈性變形失效；本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第89頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分⒉塑性變形失效：零件的工作壓力超過材料的屈服極限因塑性變形而導(dǎo)致的失效；經(jīng)典的強(qiáng)度設(shè)計(jì)都是按照防止塑性變形失效來(lái)設(shè)計(jì)的，即不允許零件的任何部位進(jìn)入塑性變形狀態(tài)。隨著應(yīng)力分析技術(shù)的發(fā)展，目前已逐漸采用塑性設(shè)計(jì)的方法，即允許局部區(qū)域發(fā)生塑性變形。（分析應(yīng)力應(yīng)精確）如花鍵扭曲、螺栓受載后被拉長(zhǎng)（塑性變形）等；在給定外載荷條件下，塑性變形失效取決于零件截面的大小、安全系數(shù)值及材料的屈服極限。材料的屈服極限越高，則發(fā)生塑性變形失效的可能性越?。?/p>

本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第90頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分⒊蠕變是指材料在一定應(yīng)力（或載荷）作用下，隨時(shí)間延長(zhǎng)，變形不斷增加的現(xiàn)象。蠕變變形失效是由于蠕變過程不斷發(fā)生，產(chǎn)生的蠕變變形量或蠕變速度超過金屬材料蠕變極限而導(dǎo)致的失效。

本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第91頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分二、影響因素：零件變形失效除與金屬材料、設(shè)計(jì)剛度和制造工藝有關(guān)；載荷：安裝緊固不當(dāng)或工作有明顯的超載現(xiàn)象；溫度：隨著工作溫度的升高，材料的強(qiáng)度也會(huì)下降，因此在較高溫度下工作的零件易產(chǎn)生變形離合器片的翹曲變形、制動(dòng)鼓、排氣歧管的變形等。對(duì)于基礎(chǔ)件由于鑄造時(shí)時(shí)效處理的不完善，存在著內(nèi)應(yīng)力，在應(yīng)用中因應(yīng)力重新分配而引起變形；修理工藝或方法不正確，如焊接的熱應(yīng)力。本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第92頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分三、基礎(chǔ)件變形失效的影響基礎(chǔ)件：既保證本組合件或總成中的所有組成部分（零件）均能處于規(guī)定位置的零件；發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體、變速器殼體、驅(qū)動(dòng)橋殼體；由于使用中不同程度的變形，破壞了總成中各零件間正確的位置關(guān)系；

本文檔共107頁(yè)；當(dāng)前第93頁(yè)；編輯于星期二\18點(diǎn)27分⒈發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體變形氣缸軸線對(duì)曲軸軸承承孔公共軸線的垂直度誤差；氣缸體上曲軸軸承承孔軸線與凸輪軸軸承承孔軸線的平行度誤差；氣缸體各曲軸軸承承孔軸線同軸度誤差；氣缸體上、下平面的平面度誤差；氣缸體后端面對(duì)兩端曲軸軸承承孔公共軸線的垂直度誤差；例：氣缸軸線與曲軸軸線的垂直度偏差，不垂直度