浅析金属材料的磨损失效和防护

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在内容繁多的基雌学中，材料科学的地 位无疑是 举足轻重的 ，材料 科学的存在促进着工业 企业的长远发 展 。而在材料科学中 ，金 属材 料则是其 中最重要的材料之- 。因此 ，金属材料的磨损失效现象往往会引起从业者 的格外关注 。在金属材料的众多失效形式中，磨损、磨蚀和断裂是最主要的三种 形式 ，而在这三种形式之 中，磨损失效又是 最为常见的。所以 ，在金 属材料的防护领域中，如何解决金属材料的磨损失效是其 中的重 中之重 ，并且是工 业发展不可缺少 的组 成部分 。

1 金属材料磨损失效的危害在金属材料的使用过程中，不同金属材料副表面之间的相互接触摩擦和相互运动是不 可避免的 ，而这种 金属的 相互 作用则会 引起材料表 面的损耗 ，这种 损耗 就是本文要研究的摩擦损耗。摩擦损耗往往会对金属材料的尺寸、外形 、结构及性能造成不 同程 度的影 响。在工业机械设 备的运转过程中，周围环境相对而言较为恶劣，条件苛 刻 ，同时机 械设 备往往 是高 速运 转 ，所以 ，在机械设备工作时经常会有不少的杂物 ，如粉尘 、水汽 和其 他有害气体 ，进入设备 中 ，之后会 和设备 中的 金属材料相互运动摩擦，如果这些杂物不能及时地清除，那么就会发生设备金属材料的摩擦损失。如果这种磨损积聚到-定程度，就会破坏设备 各零件 的相互协调运作 ，降低设备 的各项性能 ，更有甚者会导致意外事故的发生，这 不仅 会损害企业的 经济 效益 ，还可能危害从业人 员的人身安 全。

2 金属材料磨损失效的基本形式金属 材料 的磨 损失 效在工业建设中是不可忽略的问题 ，也是亟待解决的问题。而在工业 建设 中，要想及 时有效地 解决 这种金属失 效问题 ，清 楚掌 握造成这 种金属磨损失效 的形式 及机理 显得尤 为重要。在现代的工业建设中，金属的磨损失效主要有以 下几种形式 ：2.1磨粒磨损失效磨粒磨损失效是由于金属的磨粒磨损造成 的金属材料 相应性能 的损失 ，是材料磨 损失效的普 遍形式。根据 磨粒磨损过程中金属材料磨损表面所受的应力和冲击力不同，我们可将磨粒磨损分为凿屑磨损 、擦伤磨损以及碾碎磨损。通常情况下，在高应力和硬磨粒的状态下，会出现凿屑磨粒现象；而在磨损过程中，如果磨粒硬度相对较小，则会划伤金属材料表面 ，使得金属材料上出现 凸凹不平 的现象 ，这 种磨 损叫做碾碎式磨损；如果造成磨粒的应力相对较小，则会出现擦伤磨损 。

2.2黏着磨损失效黏着磨损失效则是 由黏着磨损造成的金属性能失效，而这种黏着磨损则是-种较为复杂的磨损 。-般情 况下 ，如果两个相对滑动的金属材料表面润滑不 良或者超 负荷工作 ，这就会造成金属表面的应力过高 ；当相对滑动的金属表面 的应 力达到-定程度时，就会造成 接触面温 度急剧上升 ，致使金属局部熔化 ，在之后的冷却过程 中，接触面会固相焊接 。当金属表面再次滑动时 ，足够的切向力会使得黏接点断开，破坏金属的摩擦表面，从而会产生金属磨屑，产生黏着磨损 。

2.3疲劳磨损失效当金 属材料 的摩擦副表面在相对滑动过程中，往往会忽略周期负荷的作用，这在循环往复的工作回合中，会使得接触应力增大 ，直到超过金属材料的承受范 围，最终导致金属材料的变形以及其它各种失效现象。在摩擦学中，疲劳磨损往往会被认为是由长期的周期负载造成的。长期的周期负载会使金属材料结 构变形 ，表面塑像变形，更有甚者会使金 属表面 出现 裂纹。在弹 力学中，金属材料的疲劳磨损则是十分严重的问题 ，必须快速有效地解决疲劳磨损。

2.4腐蚀磨损失效在工 业机械设 备 工作的过程 中 ，其 中的金属材料难免会和空气及水汽等介质接触 ，而金 属的活泼性 又使得金属极 易和这些介 质发生 相应的化 学或 电化学反应 ，这就会造成金属的腐蚀磨损。在腐蚀磨损中，腐蚀物 是不可避免 的 ，而这些腐蚀物 则会继续产生其他磨损 ，使得磨损重叠 ，加剧金属材料 的磨损程 度 ，产生 更严重的失效。

2.5微动磨损失效在机械设备 的金 属材料 中，相对 滑动的 金属材料很容 易产生磨损 ，而 相对固定的 金属材料也会 产生磨损 ，只不过磨 损情况 相对较轻 。在相 对 固定的 金属材料 和副材 料的摩擦表面 之 间，往往会因为周 围环境 的影响产生接 触面微小 的相对 运动 ，而这种振幅较小的相对振动则是产生微动磨损的原 因。

3 金属材料磨损失效的防护措施3.1提供良好的工作环境机械设备的工作环境是造成金属材料74 科技资讯 SCIENCE ＆ TECHN0L0GY INFORMATION磨损的主要 因素之 - ，因此改善 机械设备的工作环境是处理 金属磨损的 有效 方法 。

在机械设备的工作过程中，要最大程度的优化其工作环境，减少设备的超额工作时间 ，同时防止 各种腐蚀性物 质因操作 不当而浸入机械设备 中 ，从而营造- 个 良好 的工作环境，增强金属的防护能力，保持金属材料的连续使用性 。

3.2合理选择金属材料 在良好的工作环境的前提下，合理地选择抗磨性 的金属材料也是金属材料的防护手段之- 。通过上文的分析 ，金属材料的自身性 质是 金属磨损 的决 定性 因素 ，所以在金属材料 的选择过程 中 ，要根据金 属材料的工作环境，合理的选择工作材料。同时 ，在选定材料后 ，也可对金 属材料进行表面强化，提高材料硬度，增强其耐磨性。

3.3金属材料表面和结构强化在金属材 料相对 运动的过 程 中 ，材料的表面特征则会大大影响金属的磨损，因此，改善金属材料摩擦便面的光滑程度 ，降低 摩擦 表面的摩擦 系数 ，可大大 降低金属磨损。同时 ，金属材料的结构也大大的影响着金属材料的磨 损 ，合理的金属 配合方式便可在很大程度上降低金属磨损。

3.4定期进行金属材料保养在做 好 了所 有的前期 处理 之后 ，金属材料的定期保 养也是非常重 要的。在 设备运作-段时 间之后，对金属材料进行保养 ，可很大程度 的修复和改善 金属的性能 ，增强其抗磨性 ，从而提高金属 材料的使 用寿命 。

4 结语由上文 的分析可 知 ，金属 材料 的磨损大大降 低了金属的使 用可靠性 ，同时减少了金属材料 的使用寿命。所以 ，我们必须通过对金属材料磨损形式和机理的分析，采认理的防护措施来增强金属材料的抗磨性 ，同时 也要不断 地研发新型耐 磨金属材料 ，来降低金属材料磨损失效 的可能性 ，这样 才能 避免工业 生产中意外事故 的发生 ，从而保证工业企业的经济效益 和从业人 员的人身安全 。