·��·林业机械�!!年第�期碳素钢耐磨性与硬度关系的探讨东北林业大学靳尔昌王景珍目前,关于硬度与强度、弹性极限、残余应力、疲劳强度等的关系研究很多,且取得了很大的成果。但对金属材料的耐磨性和硬度的关系,研究尚少。故本文仅就碳素钢的耐磨性与硬度的关系进行探讨,以期在设计磨损较大的机械零件时,供参考。磨损一般可分为磨粒磨损、胶合磨损、疲劳磨损、微动磨损、冲刷磨损和腐蚀磨损。本文就其中较常使用的磨粒磨损、胶合磨损、疲劳磨损和腐蚀磨损进行叙述。一、磨粒磨损和胶合磨损所谓磨粒磨损系指划痕磨损、剥蚀磨损。在软的基体上作用着有粗糙坚硬的粒子∀颗粒#,在相互摩擦过程中,产生刻划作用或侵入软的基体中,首先使软的基体发生塑性变形,向刻划出的沟槽两侧堆积,在持续相互滑动过程中,堆积物部分被剪断,形成粉状物并在摩擦过程中不断脱出,导致工件表面的严重磨损。其作用原理与用砂布、磨石、锉刀等作为磨研工具工作的情况相似。所谓胶合磨损系指一般机械加工件的表面上有微小凸起,两个相互接触表面在一定压力下,由于原子间的吸引力而胶合,在外力作用下∀一般为剪切刀#,相互接触部分发生塑性变形,甚至被剪断,从而形成粉状物随相互滑动过程而脱落的一种磨损。这种磨损在机床导轨和刀架、尾座、轴承与轴、活塞与缸体等机件中经常发生。磨损的基本过程如图�所示。分为初期磨损、过渡期磨损和定常磨损。定飞公�∃初期巨%,渡&走单�协∋俨&漏砰私了(甲冲‘气吻’“图�∀速度%漆黄铜和淬火钢相互磨损过程�))∗+,载荷,−.·/,磨损面积%010))地、臂系转到整机纵向中心线位置上,再行操纵支腿换向阀。�起重臂作业时,不准任何人在起重臂下站立和行走。�必须将载荷起吊离开地面后再回转,不得起吊埋在地下或与地而冻在一起的工作物。�起重最大载荷时,必须先将重物提升离地�!∀#∃∃处停留片刻,确认各部件和支腿无误后再继续作业。�重物停止在空中时,操作人员不许离开操纵台。如若暂时离开,必须将重物放到地面上。�起吊重物时,应尽量避免在汽车驾驶室上方转过。�液压油的工作温度一般为%“!��‘&,夏季如油温升至∋℃时,需暂停作业,待油温降至规定范围后再继续作业。�!!年第�期林业机械常磨损期,磨损量基本恒定,而且,此阶段是工件正常工作阶段。所以,主要研究定常磨损过程。从理论上,可以推导出下列近似计算公式。�(磨粒磨损计算公式设真实接触总面积为2·34∀2为个数#,则有,磨损量562·34·�∀7为摩擦距离#。因3489∗:∀9为载荷重量,:为硬度值#,代入前式中,有5二2(9·7∗:,即%5∗7二2·9∗:。;(胶合磨损计算公式按:<7)的磨损机理模型理论,认为接触部分有=个原子,且原子间距为>,真实接触面积34二=·““,因滑动距离为�,=个原子有7∗>个胶合机会,胶合原子的对方材料去除率为2,则磨损量为%5二=(7∗>·2·>“62=。“�62347。因%3469∗:,所以,562·9·�∗:,即%5∗762·9∗:可见,尽管磨粒磨损和胶合磨损的磨损机理不同,但理论计算公式完全相同。即,单位磨损量与硬度成反比例。如果用单位磨损量的倒数表示材料的耐磨性能,则耐磨性与其硬度成正比例。这就是通常所说材料硬度愈高,其耐磨性愈好的根据。但是,通常大量实验证明,碳素钢的耐磨性和硬度并不完全呈直线关系。图;是用?≅0∃∀平均粒径;Α∃卜)#研磨布,在载荷压力为+−.·/∗<)“的条件下测得的结果。纯金属为一直线,碳素钢全部脱离该直线。图中点划线为碳素钢经退火处理后的耐磨性与硬度关系,偏离纯金属线较小且为直线。含碳量超过Β。;ΧΔ时,耐磨性与硬度关系不再是直线,而是一条折线了。当硬度在:Ε;∃一:Ε0∃之间时,各线几乎呈平行状态,且曲线上升较平缓,尤其当硬度:Ε�∃Φ0∃∃∀相当:Γ以;ΦΑΑ#时,耐磨性变化不大。这说明可以利用较低硬度达到所需求的耐磨性的目的。当硬度超过:Ε0∃时,随硬度增加,耐磨性急剧增加。此外,含碳量不同,其耐磨性亦不同,低碳钢的耐磨性最差,依次为中碳钢和高碳钢,含碳量∃(!,ΧΔ的共析钢耐磨性最好。实验测定结果之所以与理论计算值有较大的差别,其主要原因在于磨损过程不同于刚性摩擦过程。磨损过程中,两接触表面以胶合状态或磨粒状态接触,在外力作用下,真实接触表...
