金属零件失效分析.pptVIP

d．冲蚀时间 冲蚀磨损存在一个较长的潜伏期或孕育期，磨粒冲击靶面后先是使表面粗糙，产生加工硬化，此时未发生材料流失，经过一段时间的损伤积累后才逐步产生冲蚀磨损。 e．环境温度 温度对冲浊磨损的影响比较复杂，有些材料在冲蚀磨损中随温度升高磨损率上升；但也些材料随温度升高磨损有所减少，这可能是高温时形成的氧化膜提高了材料的抗冲蚀磨损能力，也有可能是温度升高，材料塑性增加，抗冲蚀性能提高。 f 靶材 靶材除本身的性质以外，还与磨粒的几何形状、尺寸、硬度、攻角、速度和温度等条件密切相关。就靶材本身性能而言，主要是硬度。 当前第191页\共有303页\编于星期三\12点 5、微动磨损 (1)微动磨损的定义和分类 两个配合表面之间由一微小振幅的相对振动所引起的表面损伤，包括材料损失、表面形貌变化、表面或亚表层塑性变形或出现裂纹等，称为微动磨损。 微动磨损可以分为两类。第一类是该构件原设计的两物体接触面是静止的，只是由于受到振动或交变应力作用，使两个匹配面之间产生微小的相对滑动，由此造成磨损。第二类是各种运动副在停止运转时，由于环境振动而产生微振造成磨损。 当前第192页\共有303页\编于星期三\12点 (2)工程中常见的微动磨损 a．轴承 滚动轴承有三个部位可能发生微动损伤，轴承和轴承座、轴的紧配合面及滚珠或滚柱和座圈之间。 b. 压配合 机车主轴一般用压配合装入轮毂中，运行过程中，由于负荷作用，轴发生弯曲，和轮毂配合段的两端出现微动。 当前第193页\共有303页\编于星期三\12点 c．榫槽配合 航空发动机的涡轮叶片榫头和轮盘配合，叶片相当于一端固定的悬臂梁，由于受强烈气流冲击而处在弯扭复合振动状态，从而使榫槽受到微动磨损，导致配合松动并萌生疲劳裂纹。 d．铆接 飞机上广泛使用铆接。据估计，各种飞机上疲劳裂纹有90％起源于微动部位，而其中又以铆接和螺纹联接占多数。 e．钢丝缆(绳) 由于其本身的柔性必然导致丝对丝或股对股之间的滑动，缆的往复运动造成一复杂的疲劳应力。 f．核工业中的热交换器和压力管燃料元件 反应堆中的燃料，用耐辐射和耐磨性好的锆合金和镁合金包覆，在冷却液流作用下，各包覆件之间发生微动磨损，最终将包覆层磨穿。 当前第194页\共有303页\编于星期三\12点 (3)微动磨损过程及模型和机理 微动磨损是一个复杂的过程，包含粘着、氧化、磨粒和疲劳等的综合作用。 a 微动磨损过程 相互接触的两个物体表面，由于接触压力的作用使微凸体产生塑性变形和粘着，在小振幅振动作用下，粘着点可能被剪切并脱落，剪切表面被氧化。由于表面紧密配合，脱落的磨屑不易排出，在两表面间起着磨粒作用，加速微动磨损过程。 当前第195页\共有303页\编于星期三\12点 OA阶段 称粘着磨损阶段。它表示由于微凸体的粘着作用，金属从一表面迁移到另一表面。 AB阶段 称磨粒磨损。被加工硬化的磨损碎屑磨蚀金属表面，是具较高磨损速率的阶段。 BC阶段 称加工硬化阶段。被磨表面被加工硬化，磨粒磨损速率下降。 CD阶段 称稳态磨损阶段。这一阶段产生磨屑的速率基本不变。 当前第196页\共有303页\编于星期三\12点 b 微动磨损模型和机理 Feng模型： ①由载荷引起微凸体的粘着作用，在接触表面滑动时，产生少量磨损碎屑，并落入接触的凸峰之间。 ②随着磨屑增加，该空间逐步被充满，微动作用因此由普通磨损变成磨料磨损，在磨料的作用下，一个小区域的许多峰合成一个小平台。 ③磨屑随着磨料磨损过程而增加，最后磨屑开始流进邻近的低洼区，并在边缘溢出。 当前第197页\共有303页\编于星期三\12点 ④磨损过程中，接触区压力再分布，由于中心区粒子密实而不易溢出，中心垂直区压力变高，边缘压力则降低，中心的磨料磨损比边沿较强烈，坑也迅速加深，而且溢出的磨屑逐步充满邻近的低洼区并形成新坑，最终许多相邻的小坑合并成较大的坑。 （d）中心区由于磨料磨损形成曲线形大麻坑 当前第198页\共有303页\编于星期三\12点 Such提出的脱层理论的要点如下： ①两个滑动面之间的表面切应力促使材料表面发生塑性变形，较软表面的凸峰点变形较大，在周期性反复应力作用下，塑性变形逐渐积累，变形区将沿着材料中存在的应力场扩展至表面下一定深度； ②由于材料塑性变形而产生位错，在距表面一定距离将有位错积累，若这些位错与某些障碍(如夹杂、孪晶、相界)相通，就聚集成空穴； ③在连续滑动的剪切作用下，上述空穴(也可能是原有的孔洞)就