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嘉峪檢測網(wǎng) 2024-09-23 17:17
材料的硬度越高,耐磨性越好,故常將硬度值作為衡量材料耐磨性的重要指標(biāo)之一,但其實硬度不是唯一指標(biāo)。
一、硬度與耐磨性是正相關(guān)關(guān)系
硬度是衡量金屬材料軟硬程度的一項重要的性能指標(biāo),它既可理解為是材料抵抗彈性變形、塑性變形或破壞的能力,也可表述為材料抵抗殘余變形和反破壞的能力。
耐磨性是指抵抗摩擦作用的能力影響,這種能力的因素不僅取決于鋼的成分、組織和性能如硬度、碳化物特性、數(shù)量、形狀與分布,還與使用條件和拉伸工藝密切相關(guān)如:線材表面粘有大量的灰層沙粒。
不考慮其他因素的情況下硬度越高耐磨性也就好,鑄鐵的耐磨性好是因為灰鑄鐵內(nèi)含有片狀石墨的,我們知道石墨具有潤滑性能。所以鑄鐵雖然硬度低但是耐磨性好就是因為石墨的減磨,還有就是表面的光潔度,表面光潔度越高,摩擦越小,相對來說同種材料根據(jù)表面處理不同,硬度跟耐磨性是成正比的。
二、硬度與耐磨性的非相關(guān)關(guān)系
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鑄鐵硬度就不高,發(fā)動機的凸輪軸就常用鑄鐵,更典型的還有滑動軸承里的耐磨層是巴氏合金硬度也不高,還有蝸桿蝸輪減速器里為了增強耐磨性,一般用硬度低青銅合金做蝸輪。耐磨,要求的是嵌入性和摩擦順應(yīng)性,就是材料磨過后能最快的形成兩摩擦面的凹凸相配合的磨擦面。如果單純追求表面硬度,過硬的材料不容易磨合,反而會降低摩擦面的耐磨性。
三、硬度與耐磨性根據(jù)磨損機理不同時的非相關(guān)關(guān)系
如果是切入式磨損,則提高表面硬度可以較好的提高耐磨性;而如果是沖擊性磨損,則提高的效果會差一些。高錳鋼大家應(yīng)該很熟悉,有很好的抗沖擊耐磨性。韌性好的奧氏體,在沖擊時發(fā)生強烈的加工硬化,提高表面硬度,達到硬度和韌性的很好結(jié)合,耐磨效果很好。
如果材料中含有如石墨、六方氮化硼、硫化鐵等具有片層狀結(jié)構(gòu)的物質(zhì),在摩擦中這些物質(zhì)起固體潤滑劑的作用,可以提高耐磨性。常見的鑄鐵,飛機發(fā)動機里的封嚴(yán)涂層等。
塑料與金屬對磨時,塑料有很好的適應(yīng)性,而且還可在金屬表面形成薄薄的一層轉(zhuǎn)移膜,改善耐磨性能。往復(fù)式壓縮機的采用PEEK閥片代替金屬閥片,就是一個很好的例子。
巴氏合金則是有油潤化條件下的一個非常經(jīng)典的合金。它的結(jié)構(gòu)是硬質(zhì)點分布在軟相上,摩擦中,硬質(zhì)點起支持作用,軟相被稍微多磨掉一些,形成的空隙正好容納潤滑油,改善潤滑條件。
四、硬度高不是判定耐磨性的唯一指標(biāo)
硬度高不等于耐磨性好。硬度高耐磨好,作為一個經(jīng)驗性的初步判斷,還是有用的。如果在相同的條件下(相同的磨擦系數(shù)、成分、組織、環(huán)境條件等等),硬度和耐磨性存在非線性的正比關(guān)系。
五、結(jié)論
磨損其實應(yīng)該是接觸表面應(yīng)力范疇,也就是在一定的壓力下,運動的兩種金屬相互作用,材料消耗的比例。在這種情況下,相關(guān)耐磨性的判斷
·硬度高的比低的耐磨性好(條件:同類材料);
·潤滑好時候比差的時候好(條件:同類材料);
·內(nèi)部結(jié)構(gòu)是碳化物比其它晶體結(jié)(馬氏體,鐵素體等)好(條件:非同類材料);
·表面粗糙度低的比高的好(條件:同類材料);
·表面比壓小比大的耐磨好(含接觸面積和壓力) (條件:外部影響)。
來源:材子筆記