表表面面存存在在明明显显粘粘着着痕痕迹迹和和材材料料转转移移，，有有较较大大粘粘着着坑坑块块，，在在高高速速重 载重下载，下大，量大摩量擦摩热擦使热表使面表焊面合焊，合撕，脱撕后脱留后下留片下片片粘片着粘坑着。坑。
黏黏着着坑坑密密集集，，材材料料转转移移严严重重，，摩摩擦擦副副大大量量焊焊合合，，磨磨损损急急剧剧增增加加，， 摩摩擦擦副副相相对对运运动动受受到到阻阻碍碍或或停停止止。。 材料以极细粒状脱落，出现许多“豆斑”状凹坑。
摩擦学基础知识 —磨损及磨损理论
第一节 概 述
任何机器运转时，相互接触的零件之间都将因相对运动而产 生摩擦，而磨损正是由于摩擦产生的结果。由于磨损，将造成 表层材料的损耗，零件尺寸发生变化，直接影响了零件的使用 寿命。从材料学科特别是从材料的工程应用来看，人们更重视 研究材料的磨损。据不完全统计，世界能源的1／3～1／2消耗 于摩擦，而机械零件80％失效原因是磨损。
定义说明
③磨损发生在物体工作表面材料上，其它非界面材料的损失 或破坏，不包括在磨损范围之内；
④磨损是不断损失或破坏的现象，损失包括直接耗失材料 和材料的转移(材料从一个表面转移到另一个表面上去)， 破坏包括产生残余变形，失去表面精度和光泽等。不断损 失或破坏则说明磨损过程是连续的、有规律的，而不是偶 然的几次。
破坏方式
微动磨损 剥层
胶合
咬死 点蚀 研磨 划伤 凿削
基本
特
征
磨磨损损表表面面有有粘粘着着痕痕迹迹，，铁铁金金属属磨磨屑屑被被氧氧化化成成红红棕棕色色氧氧化化物物，，通通常 作常为作磨为料磨加料剧加磨剧损磨。损。
破破坏坏首首先先发发生生在在次次表表层层，，位位错错塞塞积积，，裂裂纹纹成成核核，，并并向向表表面面扩扩展展，， 最最后后材材料料以以薄薄片片状状剥剥落落，，形形成成片片状状磨磨屑屑。。
1.1磨损研究的重要性
与摩擦相比，磨损要复杂得多。直到目前磨损的机理 还不十分清楚，也没有一条简明的定量定律。对大多数 机器来说，磨损比摩擦显得更为重要，实际上人们对磨 损的理解远远不如摩擦。对机器磨损的预测能力也很差。 对于大多数不同系统的材料，在空气中的摩擦系数大小 相差不超过20倍，而磨损率之差却很大，如聚乙烯对钢 的磨损和钢对钢的磨损之比可相差105倍。
1.5 研究内容： (1) 磨损类型及发生条件、特征和变化规律。 (2) 影响磨损各种因素，包括材料、表面形 态、 环境、滑
动速度、载荷、温度等。 (3) 磨损的物理模型、计算及改善措施。 (4) 磨损的测试技术与实验分析方法。
1.6 磨损过程的一般规律：
1、磨损过程分为三个阶段:
表面被磨平， 实际接触面 积不断增大， 表面应变硬 化，形成氧 化膜，磨损 速率减小。
宏观上光滑，高倍才能观察到细小的磨粒滑痕。
低倍可观察到条条划痕，由磨粒切削或犁沟造成。 存存在在压压坑坑，，间间或或有有粗粗短短划划痕痕，，由由磨磨粒粒冲冲击击表表面面造造成成
3. 表面破坏方式与机理对应关系
随磨损的增长，磨耗 增加，表面间隙增大，
表面质量恶 化，机件快速失效。
斜率就是磨损速率，唯一稳定值； 大多数机件在稳定磨损阶段（AB 段）服役； 磨损性能是根据机件在此阶段 的表现来评价。
非典型磨损曲线
2. 磨损特性曲线
典型浴盆曲线典 型浴盆曲线
1.7 磨损类型
其
1、磨损 类型
他 磨 损
类
型
2、 表面破坏方式及特征
磨损似乎比摩擦具有更大的复杂性和敏感性。在具体 的工作条件下，影响因素是十分复杂的，它包括工作条 件、环境因素、介质因素和润滑条件以及零件材料的成 分、组织和工作表面的物理、化学、机械性能等，了解 影响因素有利于实现对磨损的控制。
1.2磨损研究的进展
磨损的研究工作开展得较迟，本世纪50年代初期在工业 发展国家开始研究“粘着磨损”理论，探讨磨损机理。1953 年美国的J. F. Archard 提出了简单的磨损计算公式，1957 年苏联的克拉盖尔斯基提出了固体疲劳理论和计算方法， 1973年美国的N.P.Suh提出了磨损剥层理论。
1.3磨损定义： 磨损是摩擦副相对运动时，在摩擦的作
用下，材料表面物质不断损失或产生残余变形 和断裂的现象。
表面物质运动主要包括械运动、化学作用 和热作用。
(1) 机械作用使摩擦表面发生物质损失及摩 定擦义表说明面变形。 ①(磨2)损化并不学局作限用于机使械摩作擦用，表由面于发伴生同化性学状作的用而改产变生。的腐
蚀磨(损3)；由热于作界用面使放电摩作擦用的而引表起面物发质生转移形的状电的火花改磨变损。；以 及由(于4)伴同造热成效各应种而造磨成损的的热磨产损生等其现他象都作在用磨。损的范围之内；
②定义强调磨损是相对运动中所产生的现象，因而，橡胶表面
老化、材料腐蚀等非相对运动中的现象不属于磨损研究的范畴；
所以磨损是机器最常见、最大量的一种失效方式。据调轮查胎压，痕(SEM 联邦德国在1974年钢铁工业中约有30亿马克花费在维修上，其5中000X) 直接由于磨损造成的损失占47%，停机修理所造成的损失与磨损 直接造成的损失相当，如果再加上后续工序的影响，其经济损失 还需加上10%一20%。
摩擦痕迹 (350X)
1.4 磨损的危害： (1) 影响机器的质量，减低设备的使用寿命。如齿轮齿面的磨损， 破坏了渐开线齿形，传动中导致冲击振动。机床主轴轴承磨损， 影响零件的加工精度。 (2) 降低机器的效率，消耗能量。如柴油机缸套的磨损，导致功 率不能充分发挥。 (3)减少机器的可靠性，造成不安全的因素。如断齿、钢轨磨损。 (4) 消耗材料, 造成机械材料的大面积报废。
20世纪60年代后，由于电子显微镜、光谱仪、能谱仪、 俄歇谱仪以及电子衍射仪等测试仪器和放射性同位素示踪技 术、铁谱技术等大量的综合的应用，使得磨损研究在磨损力 学、机理、失效分析、监测及维修等方面有了较快的发展。 把磨损试验机直接装在电子显微镜内进行观察和电视录像， 了解磨损的动态过程；研究磨损的表面，次表面及磨屑形貌、 成分、组织和性能的变化，以搞清磨损机理，分析和监测磨 损过程，从而寻求提高机器寿命的可能途径。