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材料的硬度与耐磨性的关系

耐磨性是指抵抗摩擦作用的能力影响，这种能力的因素不仅取决

于钢的成分、组织和性能如硬度碳化物特性、数量、形状与分布还与

使用条件和拉伸工艺密切相关如：线材表面粘有大量的灰层沙粒。

硬度是衡量金属材料软硬程度的一项重要的性能指标，它既可理

解为是材料抵抗弹性变形、塑性变形或破坏的能力，也可表述为材料

抵抗残余变形和反破坏的能力。

不考虑其他因素的情况下硬度越高耐磨性也就好,铸铁的耐磨性

好是因为灰铸铁内含有片状石墨的,我们知道石墨具有润滑性能.所以

铸铁虽然硬度低但是耐磨性好就是因为石墨的减磨.还有就是表面的

光洁度,表面光洁度越高,摩擦越小，相对来说同种材料根据表面处理

不同,硬度跟耐磨性是成正比的.

材料的硬度越高，耐磨性越好，故常将硬度值作为衡量材料耐磨

性的重要指标之一。

但是耐磨性最好的材料不一定硬度高.最常用的耐磨材料比如铸

铁硬度就不高,发动机的凸轮轴就常用铸铁.更典型的还有滑动轴承里

的耐磨层是巴氏合金硬度也不高.还有蜗杆蜗轮减速器里为了增强耐

磨性,一般用硬度低青铜合金做蜗轮.

耐磨,要求的是嵌入性和摩擦顺应性.就是材料磨过后能最快的形

成两摩擦面的凹凸相配合的磨擦面.如果单纯追求表面硬度.过硬的

材料不容易磨合.反而会降低摩擦面的耐磨性.

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根据磨损的机理：如果是切入式磨损，则提高表面硬度可以较好

的提高耐磨性；而如果是冲击性磨损，则提高的效果会差一些。

高锰钢大家应该很熟悉，有很好的抗冲击耐磨性。韧性好的奥氏

体，在冲击时发生强烈的加工硬化，提高表面硬度，达到硬度和韧性

的很好结合，耐磨效果很好。

如果材料中含有如石墨、六方氮化硼、硫化铁等具有片层状结构

的物质，在摩擦中这些物质起固体润滑剂的作用，可以提高耐磨性。

常见的铸铁，飞机发动机里的封严涂层等。

塑料与金属对磨时，塑料有很好的适应性，而且还可在金属表面

形成薄薄的一层转移膜，改善耐磨性能。往复式压缩机的采用PEEK

阀片代替金属阀片，就是一个很好的例子。

巴氏合金则是有油润化条件下的一个非常经典的合金。它的结构

是硬质点分布在软相上，摩擦中，硬质点起支持作用，软相被稍微多

磨掉一些，形成的空隙正好容纳润滑油，改善润滑条件。

硬度高不等于耐磨性好。硬度高耐磨好，作为一个经验性的初步

判断，还是有用的。如果在相同的条件下（相同的磨擦系数、成分、

组织、环境条件等等），硬度和耐磨性存在非线性的正比关系。

磨损其实应该是接触表面应力范畴也就是在一定的压力下，运动

的两种金属相互作用，材料消耗的比例。

在这种情况下，硬度高的比低的耐磨性好，润滑好时候比差的时

候好，表面比压小比大的耐磨好（含接触面积和压力），表面粗糙度

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低的比高的好，内部结构是碳化物比其它晶体结构（马氏体，铁素体

等）好

耐磨材料的硬度与耐磨性的关系很大，但有时要看什么样的磨

损，根据工况合理选择耐磨材料是很重要的，不可能有一种材料解决

所有磨损。

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