微动磨损

科学名词

微动磨损是指在相互压紧的金属表面间由于小振幅振动而产生的一种复合型式的磨损。一般发生在紧配合的轴颈；汽轮机和压气机叶片配合处；受振动影响的螺栓、铆钉等联接件的接合面；绳和绳轮；液压装置中的活塞等处。

简介

微动磨损是指两表面间由于振幅很小的相对振动所产生的磨损。

发生情况

一般发生在紧配合的轴颈；汽轮机和压气机叶片配合处；受振动影响的螺栓、铆钉等联接件的接合面；绳和绳轮；液压装置中的活塞等处。

发生过程

微动磨损的过程一般是，在一定的接触压力下，摩擦副表面的微凸体产生塑性变形和粘着。在小振幅振动作用下粘着点受剪切使粘着物脱落，同时剪切表面被氧化。

发生原理

对于钢铁零件氧化物以Fe2O3为主，磨屑呈红褐色。若摩擦副间有润滑油，则会流出红褐色的胶状物质。两摩擦表面配合紧密磨屑不易排出，这些磨屑往往起着磨料的作用，加速微动磨损过程，如此循环不止，最终导致零件表面破坏。

破坏形式

微动磨损引起的破坏形式主要是擦伤、金属粘着、凹坑(或麻点)、局部磨损条纹(或沟槽)以及表面微裂纹等。

特点

微动磨损的特点是：在一定范围内磨损率随载荷增加而增加，超过某极大值后又逐渐下降；温度升高则磨损加速；抗粘着磨损好的材料抗微动磨损也好；零件金属氧化物的硬度与金属硬度之比较大时，容易剥落成为磨粒，增加磨损；若氧化物能牢固地粘附在金属表面，则可减轻磨损；一般湿度增大则磨损下降。在界面间加入非腐蚀性润滑剂或对钢进行表面处理，可减小微动磨损。螺纹联接加装聚四氟乙烯垫圈也可减小微动磨损。

磨损机理

微动磨损和其它类磨损一样，是一个极其复杂的过程[[i]]，由于表面变形、摩擦温度、接触压力和环境介质等因素的影响，表面层将发生机械性质、组织结构、物理和化学变化。接触副表面的破坏形式也不是单一的。

自上世纪90年代以后，国外学者在微动损伤的机理研究上提出了开创性新理论：

(1) 第二体理论：该理论认为在微动磨损过程中，由于产生了磨屑，所以摩擦系统会由二体接触变为三体接触。三体接触可分为五个位置，每个部位都有四种调节方式(弹变、断裂、剪切、滚动)。

(2) 速度调节机理：三体接触中的五个位置，每个位置都有四种调节方式，共有二十种可能运用的调节机理，多次测试结果证明，滑移幅度的变化就是通过速度调节机理实现的。

(3) 微动图：微动图理论揭示了微动磨损的运行机制和破坏规律，是近年来微动领域最具代表性的进展。微动图包括运行工况和材料响应微动图，运行工况微动图由部分滑移区、混合区和滑移区组成，其区域的划分由摩擦力、位移幅值、循环次数的变化特征确定，混合区的形成和大小主要与摩擦副的特性、界面介质有关；材料响应微动图由轻微损伤区、裂纹区和磨损区组成，其区域的划分主要由损伤类型确定，损伤区域分布、尺寸大小与循环次数密切相关。

影响因素

影响微动磨损的主要因素是材料的成分、微观组织结构与性能、外加载荷大小及循环次数、振动频率与振幅、温度、气氛、润滑及环境条件等。

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