螺栓表面磨损失效裂纹磁粉检测磁痕
模块一 磨损失效
3.磨损失效分析的步骤 （1）现场调查及宏观分析 （2）测量磨损失效情况 （3）检查润滑情况及润滑剂的质量 （4）摩擦副材质的检查 （5） 进行必要的模拟试验 （6） 确定磨损机制
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（1）现场调查及宏观分析。详细了解零件的服役条件和使 用状况，了解零件的设计依据、选材原则及制造工艺。确定 分析部位并提取分析样品，分析样品应包括磨屑、润滑剂及 沉积物等。对磨损表面进行宏观分析，记录下表面的划伤、 沟槽、结疤、蚀坑、剥落、锈蚀及裂纹等形貌特征，并初步 判断磨损失效的模式。
第四单元 表面损伤失效分析
模块一 模块二 模块三 模块六

•磨损失效 •腐蚀失效 •接触疲劳失效 •腐蚀失效分析及预防
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总体概述
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模块一 磨损失效
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一 、磨损失效 1.磨损的概念
磨损是零部件失效的一种基本类型。零部件失去原有设 计所规定的功能称为失效。失效包括完全丧失原定功能；功能 降低和有严重损伤或隐患，继续使用会失去可靠性及安全性。
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（2） 磨损程度的度量。为了评价材料磨损的严重程度，一 般采用长度磨损量WL、体积磨损量Wv 和重量磨损量Ww 来 表示。 （3） 耐磨性。材料的耐磨性是指在一定的工作条件下材料 抵抗磨损的能力。可分力绝对耐磨性和相对耐磨性两种。
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2、磨损失效模式的判断 （1）粘着磨损的特征及判断。 （2）磨料磨损的特征及判断。 （3）疲劳磨损的特征及判断。 （4）腐蚀磨损特征及判断。 （5）冲蚀磨损特征及判断。 （6）微动磨损特征及判断。
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（1）粘着磨损的特征及判断。两个配合表面，只有在真实 接触面积上才发生接触，局部应力很高，使之产生严重塑性 变形，并产生牢固的粘合或焊合。才可能发生粘着。当摩擦 副表面发生粘合后，如果粘合处的结合强度大于基体的强度 ，剪切撕脱将发生在相对强度较低的金属亚表层，造成软金 属粘着在相对较硬的金属表面上，形成细长条状、不均匀。 不连续的条痕迹；而在较软金属表面上则形成凹坑。
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（3） 磨屑分析。磨屑是在磨损过程的产物，一般可分为两 类。一类是从磨损失效件的服役系统中回收的和残留在磨报 件表面上的磨屑。这对判断磨损过程和预告设备检修是一个 非常有价值的信息。另一类磨屑是从模拟磨损零件服役工况 条件的实验和试验装置上得到的，具有原始形貌的磨屑。第 一类磨屑不易得到时，就用第二类磨屑来研究磨损的发生过 程。
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（1）磨损表面形貌分析。 磨损零件的表面形貌是磨损失效分析中的第一个直接资料。 它代表了零件在一定工况条件下设备运转的状态，也代表了 磨损的发生发展过程。 1）宏观分析。可以通过放大镜观察，实物显微镜观察等， 得到磨损表面的宏观特征，初步判定失效的模式。 2）微观分析。利用扫描电子显微镜对磨损表面形貌进行微 观分析。可以观察到许多宏观分析所不能观察到的缅节，对 确定磨损发生过程和磨屑形成过程十分重要。
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（6） 确定磨损机制，分析失效原因，提出改进措施。综合 上述分析，判定早期磨损失效的机制及原因，磨损机制及失 效原因往往不是单一的而多属交合作用，应确定它们之间的 主次关系，并按照主要机制提出提高零件耐磨性的措施。当 然，这需在实际生产条件下进行验证。
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二、磨损失效分析的内容 1、磨损失效分析的内容 （1）磨损表面形貌分析。 （2） 磨损亚表层分析。 （3） 磨屑分析。
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（2） 磨损亚表层分析。磨损表面下相当厚的一层金属，在 磨损过程中会发生重要变化，这就成为判断磨损发生过程的 重要依据之一。在磨损过程中，磨损零件亚表层发生的变化 主要有下列三方面：
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1） 冷加工变形硬化，且硬化程度比常规的冷作硬化要强烈 得多： 2） 由于摩擦热、变形热等的影响，亚表层可观察到金属组 织的回火、回复再结晶、相变、非晶态层等： 3） 可以观察到裂纹的形成部位，裂纹的增殖、扩展情况及 磨损碎片的产生和剥落过程，为磨损理论研究提供重要的实 验依据。
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（2）测量磨损失效情况。确定磨损表面的磨损曲线。这可 与该表面的原始状态比较而定。磨损前后表面几何形状的变 化，不仅可以发现磨损表面各处的磨损变化规律，还可以查 明最大磨损量及其所处部位。确定磨损速率，分析磨损情况 是否正常，是否属于允许的范围。 （3）检查润滑情况及润滑剂的质量。检查润滑剂的类型， 使用效果，是否变质等情况。检查润滑方式是否合理，过滤 装置是否有效等。
单位工作量下的磨损长度 单位工作量下的磨损体积 单位工作量下的磨损重量
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2、磨损失效 【案例1-1】 泵壳近轴孔的端面沿着圆周分布有许多腐蚀沟 槽，会导致泵壳局部腐蚀穿透而失效报废。
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磨损与断裂、腐蚀并称为金属失效的三种形式，其危害 是十分惊入的。除由于磨损造成巨大的经济损失外，由于磨 损还导致构件断裂或其他事故，甚至造成重大的入身伤亡事 故。
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（4）摩擦副材质的检查。检查摩擦副材质的各种性质，如 力学性能。组织状态。化学成分以及钢中气体、夹杂物含量 等。注意摩擦副工作前后的变化情况。表层及附近金属有无 裂纹、异物嵌入、二次裂纹、塑性变形以及剥落等情况。。
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（5） 进行必要的模拟试验。在对磨损失效零件具有模拟性 的实验室装置上，进行选材的模拟试验，并分折磨损表面、 亚表面及磨屑的组织结构、形貌特征，另一方面与上述分析 对照，可改变磨损参量。观察材料耐磨性与磨损参量的相关 关系。筛选出最佳材料。作为提出改进措施的依据之一。
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类别 磨损量 磨损率 磨损速度
名称 长度磨损量 体积磨损量 重量磨损量
长度磨损率 体积磨损率 重量磨损率
长度磨损度 体积磨损度 重量磨损度
意义 磨损过程中的长度改变量，基本量 磨损过程中的体积改变量，基本量 磨损过程中的重量改变量，基本量
单位时间或单位滑动距离的磨损长度 单位时间或单位滑动距离的磨损体积 单位时间或单位滑动距离的磨损重量