摩擦磨损与耐磨材料
摩擦磨损与耐磨材料
姓名：李英杰
班级：材控13-2
学号：201301021048
Cr—Mn-N奥氏体一铁素体不锈钢的空蚀
1、概述：
（1）空蚀原理：抛光表面在空蚀气泡溃灭作用下产生空蚀凹坑，随后叠加并扩展，表面出现塑性变形，产生加工硬化和应力，但表面易发生塑性流变，对高应变速率不敏感，所以空蚀孕育期长，空蚀扩展较慢，抗空蚀性能较好。空蚀发生时材料表面会产生疲劳裂纹并向内部扩展，引发疲劳断裂和脱落，之后裂纹继续向材料内部扩展，导致进一步破坏。空蚀发生后表面粗糙度明显变大【1】。
（2）研究历程：为了减轻水轮机过流部件的空蚀损伤，过去的几十年里在材料科学与工程领域，人们一直致力于开发具有抗空蚀损伤高性能的新材料，其中从60 年代发展起来的 Cr-Ni—MO系不锈钢就具有比传统材料更好的抗空蚀性[l] 由于这些 Cr-Ni-Mo 系不锈钢含有较多稀缺的金属镍,成本很高，而且抗含沙河流中泥沙磨损的性能也不理想，故开发价格低廉 (无镍或低镍) 且性能优异的水轮机过流部件用不锈钢具有极其重要的实际意义．早在 2O 世纪 3O 年代初期一些国家就开始了Cr—Mn-N不锈钢代镍的探索性研究，并列入国家标准[2]．Cr-M n-N系列不锈钢在化工、石油以及制药等工业中如今已经部分代替Ni-Cr 不锈钢．为了降低现有水轮机用 Cr-Ni-Mo系不锈钢的成本和提高抗多相流损伤的性能，我国及国外的一些研究者也将目光转向了 Cr-Mn—N系列不锈钢，并开展了该类不锈钢的抗空蚀和冲刷腐蚀等多相流损伤的研究工作，已取得了一定的成果，展示了其作为水轮机用金属材料的良好前景[2,4-7]。
2、实验研究：
0Cr13Ni5M o不锈钢热处理工艺为 1000 ℃正火，500 ℃回火，组织为回火马氏体 Cr—Mn—N 奥氏体一铁素体不锈钢为锻后固溶态．根据两种钢材的化学成分和硬度． Cr—Mn—N奥氏体一铁素体不锈钢组织中铁素体体积含量为19％．实验设备为美国 M isonix 公司生产的 X12020 型超声振荡空蚀实验机，该设备的振动频率为20 kH z峰一峰振幅为60 m，试样的前端即受到空蚀破坏的表面直径为 19．1 m m ，试样的后端加工成螺纹，用来将试样固定在设备的变幅杆上．为了减轻腐蚀因素的影响，选择蒸馏水为实验介质．实验介质放在冷
凝器中进行冷却．试样经研磨和抛光后用丙酮超声清洗并烘干，然后用分度值0．1 m g 的分析天平称重．空蚀进行一定的时间后对试样再次称重．对空蚀前和空蚀不同时间后的试样表面进行扫描电镜观察和 X 射线衍射分析．测量空蚀进行一定时间后试样横截面距表层不同距离处的显微硬度值．对不同空蚀时间后的 X 射线衍射结果根据文献【9】计算出空蚀表面铁素体相的含量．
3、空蚀引起的Cr—Mn-N奥氏体一铁素体的变化
3.1累积空蚀失重和失重率
Cr—Mn—N 不锈钢的空蚀失重率随时间的变化特点可分为三个阶段．在空蚀的初期 (0—5 m in)，空蚀失重率迅速增加，在试样表面发生材料的脱离；在第二阶段 (5—30 m in)，材料的空蚀损伤程度减缓，空蚀失重率迅速下降；在第三阶段 (30 m in 以后) 材料的空蚀失重率缓慢地增加．具有高的抗空蚀性能。
3.2 空蚀表面铁紊体含量变化
空蚀之前，组织中有 19％(体积百分数) 铁素体存在，在空蚀进行 3 h 内，空蚀表层中铁素体的数量迅速减少，空蚀 3 h后，铁素体的含量基本保持在6．9 ％．
液体空化作用在材料表面的应力既是动态的又是局部的，材料组织中各相的变形及断裂特点与影响材料反应的因素例如晶体结构、显微组织、变形方式、断裂方式等密切相关【7】面心立方的晶体结构是各向同性的，对应变率的敏感性很低，这种结构的材料对空蚀的反应与整体材料在类静态的力学行为很相似，均有很高的塑性。体心立方的结构同样是各向同性的，但其变形对应变率十分敏感，容易产生断裂。因此，在空蚀起始阶段，Cr-Mn-N 不锈钢表面的铁索体优先发生脱落．当铁素体大部分脱落后，空蚀表面两相含量之比趋于稳定．X射线衍射表明，空蚀进行到3h后，空蚀表层有少量的铁素体．SE M 观察表明，这些铁素体相只是空蚀微坑内裸露出的原材料内部的铁素体相．随着空蚀的进行，空蚀微坑内裸露出的铁素体相数量基本保持不变，这种组织上的变化可解释空蚀失重率随空蚀时间的变化．
3.3 空蚀表面组织变化、
空蚀进行0.5h后，Cr-Mn—N不锈钢表面已有少量材料脱离，出现了微小的蚀坑，奥氏体晶粒上出现滑移线．空蚀进行 1 h 后，更多的空蚀微坑在表面出现，
而且微坑分布与 C r—M n-N 不锈钢中的铁素体分布一致，基本上沿着奥氏体和铁素体的边界，可见在受到侵蚀的奥氏体和铁素体相界上的材料脱落比较严重．空蚀进行 3 h 后，受到侵蚀的铁素体颗粒大部分脱落，并且奥氏体晶粒的脱离以两相边界为起源向奥氏体晶粒的中心区域扩展，整个材料表面呈现较均匀的空蚀微坑，当空蚀进行了 9 h 后，材料的整个表面已遭受到严重的破坏，出现了宏观大尺寸的典型空蚀坑，空蚀破坏区域覆盖了奥氏体基体和铁素体相，空蚀过程中，Cr—Mn—N不锈钢中铁索体脱落后形成的蚀坑易于受到空化射流的冲击，导致奥氏体相在蚀坑部位开始脱落并向其它部位扩展．适当降低铁素体含量有利于提高 Cr-Mn-N 不锈钢的抗空蚀性能。
3.4 空蚀引起的加工硬化及损伤机制
变形的程度和深度以及随后材料的断裂方式从根本上决定于材料吸收空蚀破坏能量的能力．空蚀前后硬度的变化是反映材料形变强化能力的指标之一．Cr —Mn—N不锈钢空蚀 3 h 和 9 h 后断面的显微硬度值，空蚀进行 3 h后，Cr —Mn—N 不锈钢出现了硬度显著升高的加工硬化层．硬化表层约为65m，硬度由H V 304 增加到 HV369，增加了 21％。Cr—Mn—N不锈钢的显微硬度随空蚀时间变化的增长率有明显升高，这是Cr—Mn—N不锈钢发生形变强化的结果。Cr —Mn—N不锈钢含有高 Mn 奥氏体相，是传统的具有高加工硬化能力组织．元素N 固溶于奥氏体中，起到稳定奥氏体的作用，并且使得奥氏体的层错能降低，加工硬化能力加强．这是其虽然原始硬度较低而抗空蚀性能优于我们之前提到过的0C rl3N i5M o 马氏体不锈钢。
空蚀进行9h后，Cr—Mn—N不锈钢的加工硬化层变厚，大于500／zm，近表层出现加工软化的现象，以及明显的失重．不同空蚀时间试样表层显微硬度的变化表明，在空蚀早期，Cr—Mn—N不锈钢在空蚀冲击应力的作用下表层材料产生加工硬化，并且随空蚀的进行硬度继续升高．当空蚀进行了一定时间后，近表层显微硬度达到最大值并发生了加工软化现象，即材料近表层的硬度开始缓慢地下降，表面材料逐渐脱离．表面材料脱离的同时，硬度最大值出现的部位 (最大硬度层) 向试样的深层移动，材料的加工硬化层变厚并且表面材料脱离的速度要小于最大硬度层向深层移动的速度，在试样的表面出现了一定厚度的加工软化区域。Cr—Mn—N不锈钢空蚀表层硬度变化特点表明该合金能够有效地吸收作用在其
表面的能量，并将能量向材料的深层传递。
空蚀表层硬度的变化特点也表明， Cr—M n—N 不锈钢中低层错能的奥氏体相有抑制裂纹扩展的作用。在空蚀过程中，表面奥氏体相形成的显微裂纹向深层扩展时，遇到高塑性和韧性的奥氏体相会钝化，这使得裂纹向材料深层的扩展受到了阻碍，更易于沿材料表面横向扩展，即空蚀微坑横向扩展阻力较小，向深处扩展阻力增加。
综上所述，(1) 低硬度的 Cr—M n-N 奥氏体一铁素体不锈钢的抗空蚀性能是比我们之前提到过的高硬度的 0Crl3Ni5Mo要高很多的。(2) 随着空蚀的进行，C r—M n-N 不锈钢中的铁素体优先脱离，其含量迅速降低到一稳定值．奥氏体在铁素体脱离后形成的蚀坑处脱离并逐渐扩展到其它部位．(3) 加工硬化是 C r —M n—N 奥氏体一铁素体不锈钢吸收空蚀冲击能量的一个重要途径，是该合金钢硬度较低却表现出良好抗空蚀性能的重要原因。
4、抗空蚀措施：
从材料的晶体结构来说，面心立方晶格在高应力作用下易发生塑性流变，具有对高应变速率的不敏感性，空蚀孕育期长，抗空蚀性好。而体心立方晶格和密排立方晶格金属对高应变速率敏感，其空蚀模式一般为快速穿晶断裂和解理断裂，不抗空蚀。此外，晶粒细小，材料的抗空蚀性较高，细化晶粒不仅改善夹杂等缺陷的分布，使强度、硬度和塑性等力学性能，而且因晶界强化，加工硬化能力也相应提高，抗空蚀性也提高【1】。
5.参考文献：
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给水泵机封损坏原因分析与处理方法
给水泵机封损坏原因分析及处理措施 给水泵是确保电厂安全运行的重要设备，针对三厂区热源一期给水泵机械密封损坏的问题，本文通过机械密封损坏原因分析吸取的教训，结合现场实际情况降低给水泵振动，改善给水泵机械密封冷却水水质，改善机械密封运行环境，较好解决了给水泵机械密封频繁损坏的问题，取得了较好的效果. 1前言 三厂区热源一期除氧给水系统配备长沙佳能通用泵业有限公司的DG150-100×10（P）多级锅炉给水泵，该泵型系卧式自平衡型结构离心泵，为单吸多级结构，其吸入口在进水段上为垂直向上，吐出口在出水段上为垂直向上，用拉紧螺栓将泵的进水段、中段、
出水段、次级进水段联成一体，轴承驱动端采用圆柱滚子轴承，末端采用圆柱滚子轴承和角接触球轴承组合结构，采用强制油循环稀油润滑，润滑油由液偶油系统提供；泵的进水段、中段、出水段之间的密封面均采用密封胶或“0”形圈密封，轴的密封形式为机械密封。 2给水泵机封运行中存在的问题 三厂区热源一期给水泵在启动正常后，可连续运行，随着运行周期延长，机封漏水量逐渐增大，机封靠轴端外缘出现积盐，在运行中给水泵临时切换或者处理故障停运，机封漏水量显著加大，以至于过大而无法启动。同时当给水泵振动增大时，机械密封漏水量也会增大，严重影响给水泵组安全运行。 3给水泵机封损坏原因分析 3.1机械密封安装注水静试泄漏分析
机械密封安装调好后，要进行注水静压检查，观察泄漏量。如泄漏量较小，多为动环或静环密封圈存在问题；泄漏量较大时，则表明动、静环摩擦副间存在问题。在初步观察泄漏量、判断泄漏部位的基础上，再手动盘车观察，若泄漏量无明显变化则静、动环密封固有问题；如盘车时泄漏量有明显变化则可断定是动、静环摩擦副存在问题；如泄漏介质沿轴向喷射，则动环密封圈存在问题居多，泄漏介质向四周喷射或从水冷却孔中漏出，则多为静环密封圈失效。 3.2试运转时机械密封出现的泄漏分析 给水泵机械密封经过静试后，运转时高速旋转产生的离心力，会抑制给水的泄漏。因此，试运转时机械密封泄漏在排除轴间及端盖密封失效后，基本上都是由于动、静环摩擦副受破坏所致。引起摩擦副密封失效的因素主要有：
表面摩擦与磨损综述总结
表面摩擦与磨损 摘要：简要介绍了摩擦与磨损的定义，摩擦的分类及评价方法；磨损的分类及评价方法；磨损的评价方法；抗摩擦磨损表面强化技术。 关键词：摩擦；磨损；表面 1 引言 摩擦与磨损是自然界存在的普遍现象, 摩擦对人类的生活和生产活动有利有弊, 而磨损却是有百害而无一利。摩擦与磨损对能源及材料的消耗是相当可观的, 据粗略估计, 有 1/3 ～ 1/2的能源消耗于磨损, 而磨损又常常是机器零部件失效的主要原因。 摩擦与磨损是发生在相互接触并相对运动的两个固体表面之间, 因此接触表面的特性, 诸如表面粗糙度及硬度等与摩擦、磨损关系密切。有些表面特性是由材料的本性决定的, 此外, 还可以采用各种方法对材料表面进行改性, 其中表面处理技术中的电镀及复合镀等则是常用的手段。在制备减摩及耐磨镀层时需进行检测, 因此, 有必要对摩擦及磨损的定义、产生原因和测试方法等有一定程度的了解[1]。 2 摩擦与磨损的定义 摩擦的定义是:两个相互接触的物体在外力的作用下发生相对运动或者相对运动趋势时,在切相面见间产生切向的运动阻力,这一阻力又称为摩擦力。磨损的定义是:任一工作表面的物质,由于表面相对运动而不断损失的现象。 据估计消耗在摩擦过程中的能量约占世界工业能耗的 30%。在机器工作过程中，磨损会造成零件的表面形状和尺寸缓慢而连续损坏，使得机器的工作性能与可靠性逐渐降低，甚至可能导致零件的突然破坏。人类很早就开始对摩擦现象进行研究，取得了大量的成果，特别是近几十年来已在一些机器或零件的设计中考虑了磨损寿命问题。在零件的结构设计、材料选用、加工制造、表面强化处理、润滑剂的选用、操作与维修等方面采取措施，可以有效地解决零件的摩擦磨损问题，提高机器的工作效率，减少能量损失，降低材料消耗，保证机器工作的可靠性[2]。 3 摩擦的分类及评价方法 在机器工作时，零件之间不但相互接触，而且接触的表面之间还存在着相对运动。从摩擦学的角度看，这种存在相互运动的接触面可以看作为摩擦副。有四种摩擦分类方式：按照摩擦副的运动状态分类、按照摩擦副的运动形式分类、按照摩擦副表面的润滑状态分类、按照摩擦副所处的工况条件分类。这里主要以前三种方式介绍分类[3]。 3.1 按摩擦副的运动状态分类
摩擦磨损与润滑题库
第一章绪论（5） 1、摩擦学研究的理论和实践包括设计和计算、润滑材料和润滑方法，摩擦材料和表面状态以及摩擦故障诊断、监测和预报等。 2、摩擦学的一般定义是：“关于相对运动中相互作用表面的科学、技术及有关的实践”。通常也理解为包括摩擦、磨损和润滑在的一门跨学科的科学。 3、摩擦学研究的对象很广泛，概括说研究摩擦、磨损(包括材料转移)和润滑(包括固体润滑)的原理及其应用。概括起来有以下八方面： （1）．摩擦学现象的作用机理。 （2）．材料的摩擦学特性。 （3）．摩擦学元件(包括人体人工关节)的特性与设计以及摩擦学失效分析。 （4）．摩擦材料。 （5）．润滑材料。 （6）．摩擦学状态的测试技术与仪器设备。 （7）．机器设备摩擦学失效状态的在线检测与监控以及早期预报与诊断。 （8）．摩擦学数据库与知识库。 4、摩擦学研究的基本方法 （1）、黑箱法 只知其输入值和输出值，但不知其部结构的系统称为‘黑箱’。 （2）、系统辨识方法： 通过对系统输入－输出数据的测量和处理，以建立系统数学模型的方法，即系统辨识方法。 （3）、相关法 在大量试验数据的基础上，建立材料的摩擦学性能Pt与材料表面组织结构参数Si相关性的函数关系的一种方法，即：F(Pt，S1，S2， )＝0 第二章固体的表面性质（15） 1、表面的几何形状特征 （1）、微观几何形状误差 加工过程固有误差引起表面对设计要求的形状偏差,用表面波纹度、表面粗糙度描述（2）、表面波纹度 切削加工过程中系统有害振动引起的表面波纹（波高h、波距s） 宏观粗糙度h /s≈1：40 ；s一般1~10mm （3）、表面粗糙度 不象波纹度那样有明显的周期性，波距较大、波高较小 实际轮廓 粗糙度 波纹度 表面形貌
水泵机械密封常见故障及解决办法
水泵机械密封常见故障及解决办法 机械密封亦称端面密封,其有一对垂直于旋转轴线的端面,该端面在流体压力及补偿机械外弹力的作用下,依赖辅助密封的配合与另一端保持贴合,并相对滑动,从而防止流体泄漏。 一、常见的渗漏现象机械密封渗漏的比例占全部维修泵的50%以上,机械密封的运行好坏直接影响到水泵的正常运行,现总结分析如下 1.周期性渗漏 (1)泵转子轴向窜动量大,辅助密封与轴的过盈量大,动环不能在轴上灵活移动。在泵翻转,动、静环磨损后,得不到补偿位移。对策:在装配机械密封时,轴的轴向窜动量应小于0.1mm,辅助密封与轴的过盈量应适中,在保证径向密封的同时,动环装配后保证能在轴上灵活移动(把动环压向弹簧能自由地弹回来)。(2)密封面润滑油量不足引起干摩擦或拉毛密封端面。对策:油室腔内润滑油面高度应加到高于动、静环密封面。 (3)转子周期性振动。原因是定子与上、下端盖未对中或叶轮和主轴不平衡,汽蚀或轴承损坏(磨损),这种情况会缩短密封寿命和产生渗漏。对策:可根据维修标准来纠正上述问题。 2.小型潜污泵机封渗漏引起的磨轴现象 (1)715kW以下小泵机封失效常常产生磨轴,磨轴位置主要有以下几个:动环辅助密封圈处、静环位置、少数弹簧有磨轴现象。 (2)磨轴的主要原因: ①BIA型双端面机械密封,反压状态是不良的工作状态,介质中的颗粒、杂质很容易进入密封面,使密封失效。 ②磨轴的主要件为橡胶波纹管,且是由于上端密封面处于不良润滑状态,动静环之间的摩擦力矩大于橡胶波纹管与轴之间的传递转矩,发生相对转动。 ③动、静环辅助密封由于受到污水中的弱酸、弱碱的腐蚀,橡胶件已无弹性。有的已腐烂,失去了应有的功能,产生了磨轴的现象。 (3)为解决以上问题,现采取如下措施: ①保证下端盖、油室的清洁度,对不清洁的润滑油禁止装配。 ②机封油室腔内油面线应高于动静环密封面。 ③根据不同的使用介质选用不同结构的机封。对高扬程泵应重新设计机封结构,对腐蚀性介质橡胶应选用耐弱酸、弱碱的氟橡胶。机封静环应加防转销。
几种耐磨材料的研究与进展
几种耐磨材料的研究与进展 摘要：为了了解国内耐磨材料的研究与进展情况，本文对近年来耐磨自润滑发展进行了研究。研究表明：(1)在耐磨材料研究和发展中，应充分分析典型磨损工况，了解各种磨损机理所占比重，从而确定对耐磨材料的要求，以进行合理的合金和组织设计。(2)耐磨钢的发展方向在于通过合金化强化基体,提高其起始硬度和屈服强度，以改善低冲击、低应力磨损条件下的耐磨性,扩大其应用范围,并防止变形[1]。(3)低、中合金耐磨钢通过合金设计和适当热处理，获得具有较高硬度，足够韧性，良好耐磨性的组织，可在较大冲击、较高应力的磨料磨损工况条件下使用。 关键词：耐磨材料自润滑摩擦磨损 引言 材料的破坏有3种形式：即断裂、腐蚀和磨损。材料磨损尽管不象另外两种形式那样，很少引起金属工件灾难性的危害，但其造成的经济损失却是相当惊人的。据早期统计，由磨损造成的经济损失,美国约150亿美元/年，西德约100亿马克/年，前苏联约120亿卢布/年。在各类磨损中,磨料磨损又占有重要的地位，在金属磨损总量中占50%，在冶金矿山、建材、电力、农机、煤炭等行业磨料磨损尤为严重因此，研究和发展用于磨料磨损条件下的耐磨材料，以减少金属磨损，对国民经济有重要的意义[2]。 根据各类磨损机理与材料性能的关系，可提出对耐磨材料的常规要求：a、较高硬度、一定塑性；b、足够韧性和脆断抗力；c、高的应变疲劳和剥层疲劳抗力；d、高的淬透性和获得足够深的淬透层；e、良好的工艺性和生产工艺方便易行[3]。 1Fe-20Ni-3.5C自润滑材料 镍基合金具有优良的热稳定性和抗腐蚀性能,在高温发动机和高温结构材料中具有极其重要的应用,近年来的研究表明,含石墨的镍基合金具有良好的自润滑性能,但由于镍的资源较短缺,价格居高不下,限制了材料的应用。用熔炼法制备了Fe含量为20%~60%(质量分数)的镍-铁-石墨-硅合金,该合金具有良好的自润滑性能并显著降低了材料成本,其实验结果表明随着铁含量的增加,合金的自润滑性能逐渐提高, 其中铁含量为60%时,合金干摩擦因数相对较低。进一步增加Fe的含量可以使材料价格进一步降低,但对合金的摩擦磨损性能和机械性能的影响需要进行研究.研究采用熔炼法制备了Fe-20Ni-3.5C合金.随着 铁含量的增加,合金析出碳化物的可能性变大,有可能减少固体润滑剂石墨的含量.硅是一种石墨化元素,可以抑制碳化物的生成,促使碳原子结晶成为石墨,提高合金中固体润滑组元的含量,而且可以固溶于奥 氏体中提高材料的强度,改善材料的摩擦磨损性能.但硅含量的增加会使合金变脆,机械性能降低.因此必须以Fe-20Ni-3.5C合金为基础,研究添加不同含量的硅对合金的凝固组织、力学性能和摩擦磨损性能的影响及其规律： 1)采用熔炼法制备出不同硅含量的Fe-20Ni-3.5C固体自润滑材料,合金组织致密,石墨分布均匀,随着硅含量的增加,结晶的石墨形态由细片状逐渐变为粗片状石墨,当硅含量增至3.5%时,石墨的生长形态趋于等轴球状； 2)随着添加硅量的增加,固溶于合金基体中的硅原子含量增加而碳含量降低,合金的硬度和抗拉强度先提高后降低,冲击韧性则随着合金硬度的降低而升高.当加入Si量达到3.5%时,由于合金基体硬度的降低及石墨的球状化,冲击韧性大幅度提高； 3)合金的磨损率随合金硬度值的提高而降低.硬度的提高,减轻了粘着磨损,降低了磨损率,其中 Fe-20%Ni-3.5%-2.5%Si具有较小的摩擦因数和较低的磨损率,其摩擦因数稳定在0.23左右,磨损形式主要以疲劳磨损为主[4]。 2稀土低合金耐磨钢焊条 在对高锰钢的研究中已经发现：在高应力状态下（如强烈冲击或挤压载荷），高锰钢产生加工硬化，
摩擦与磨损
表面摩擦与磨损 一、摩擦与磨损的定义 摩擦的定义是:两个相互接触的物体在外力的作用下发生相对运动或者相对运动趋势时,在切相面见间产生切向的运动阻力,这一阻力又称为摩擦力。磨损的定义是:任一工作表面的物质,由于表面相对运动而不断损失的现象。 据估计消耗在摩擦过程中的能量约占世界工业能耗的30%。在机器工作过程中，磨损会造成零件的表面形状和尺寸缓慢而连续损坏，使得机器的工作性能与可靠性逐渐降低，甚至可能导致零件的突然破坏。人类很早就开始对摩擦现象进行研究，取得了大量的成果，特别是近几十年来已在一些机器或零件的设计中考虑了磨损寿命问题。在零件的结构设计、材料选用、加工制造、表面强化处理、润滑剂的选用、操作与维修等方面采取措施，可以有效地解决零件的摩擦磨损问题，提高机器的工作效率，减少能量损失，降低材料消耗，保证机器工作的可靠性。 二、摩擦的分类及评价方法 在机器工作时，零件之间不但相互接触，而且接触的表面之间还存在着相对运动。从摩擦学的角度看，这种存在相互运动的接触面可以看作为摩擦副。有四种摩擦分类方式：按照摩擦副的运动状态分类、按照摩擦副的运动形式分类、按照摩擦副表面的润滑状态分类、按照摩擦副所处的工况条件分类。这里主要以根据摩擦副之间的状态不同分类，摩擦可以分为：干摩擦、边界摩擦、流体摩擦和混合摩擦，如图2－1所示。 图2-1 摩擦状态
1、干摩擦 当摩擦副表面间不加任何润滑剂时，将出现固体表面直接接触的摩擦（见图2-1a），工程上称为干摩擦。此时，两摩擦表面间的相对运动将消耗大量的能量并造成严重的表面磨损。这种摩擦状态是失效，在机器工作时是不允许出现的。由于任何零件的表面都会因为氧化而形成氧化膜或被润滑油所湿润，所以在工程实际中，并不存在真正的干摩擦。 2 、边界摩擦 当摩擦副表面间有润滑油存在时，由于润滑油与金属表面间的物理吸附作用和化学吸附作用，润滑油会在金属表面上形成极薄的边界膜。边界膜的厚度非常小，通常只有几个分子到十几个分子厚，不足以将微观不平的两金属表面分隔开，所以相互运动时，金属表面的微凸出部分将发生接触，这种状态称为边界摩擦（见图2-1b）。当摩擦副表面覆盖一层边界膜后，虽然表面磨损不能消除，但可以起着减小摩擦与减轻磨损的作用。与干摩擦状态相比，边界摩擦状态时的摩擦系数要小的多。 在机器工作时，零件的工作温度、速度和载荷大小等因素都会对边界膜产生影响，甚至造成边界膜破裂。因此，在边界摩擦状态下，保持边界膜不破裂十分重要。在工程中，经常通过合理地设计摩擦副的形状，选择合适的摩擦副材料与润滑剂，降低表面粗糙度，在润滑剂中加入适当的油性添加剂和极压添加剂等措施来提高边界膜的强度。 3 、流体摩擦 当摩擦副表面间形成的油膜厚度达到足以将两个表面的微凸出部分完全分开时，摩擦副之间的摩擦就转变为油膜之间的摩擦，这称为流体摩擦（见图2－1c）。形成流体摩擦的方式有两种：一是通过液压系统向摩擦面之间供给压力油，强制形成压力油膜隔开摩擦表面，这称为流体静压摩擦；二是通过两摩擦表面在满足一定的条件下，相对运动时产生的压力油膜隔开摩擦表面，这称为流体动压摩擦。流体摩擦是在流体内部的分子间进行的，所以摩擦系数极小。 4 、混合摩擦 当摩擦副表面间处在边界摩擦与流体摩擦的混合状态时，称为混合摩擦。在一般机器中，摩擦表面多处于混合摩擦状态（见图2－1d）。混合摩擦时，表面间的微凸出部分仍有直接接触，磨损仍然存在。但是，由于混合摩擦时的流体膜厚度要比边界摩擦时的厚，减小了微凸出部分的接触数量，同时增加了流体膜承载的比例，所以混合摩擦状态时的摩擦系数要比边界摩擦时小得多。 三、磨损的分类及评价方法 摩擦副表面间的摩擦造成表面材料逐渐地损失的现象称为磨损。零件表面磨损后不但会影响其正常工作，如齿轮和滚动轴承的工作噪声增大，而承载能力降
水泵机械密封常见故障及解决办法
水泵机械密封常见故障及解决办法 一、常见的渗漏现象机械密封渗漏的比例占全部维修泵的50%以上,机械密封的运行好坏直接影响到水泵的正常运行,现总结分析如下 1、周期性渗漏 (1)泵转子轴向窜动量大,辅助密封与轴的过盈量大,动环不能在轴上灵活移动。在泵翻转,动、静环磨损后,得不到补偿位移。 对策:在装配机械密封时,轴的轴向窜动量应小于0、1mm,辅助密封与轴的过盈量应适中,在保证径向密封的同时,动环装配后保证能在轴上灵活移动(把动环压向弹簧能自由地弹回来)。 (2)密封面润滑油量不足引起干摩擦或拉毛密封端面。 对策:油室腔内润滑油面高度应加到高于动、静环密封面。 (3)转子周期性振动。原因是定子与上、下端盖未对中或叶轮和主轴不平衡,汽蚀或轴承损坏(磨损),这种情况会缩短密封寿命和产生渗漏。 对策:可根据维修标准来纠正上述问题。2、小型潜污泵机封渗漏引起的磨轴现象 (1)715kW以下小泵机封失效常常产生磨轴,磨轴位置主要有以下几个:动环辅助密封圈处、静环位置、少数弹簧有磨轴现象。 (2)磨轴的主要原因:①BIA型双端面机械密封,反压状态是不良的工作状态,介质中的颗粒、杂质很容易进入密封面,使密封失
效。②磨轴的主要件为橡胶波纹管,且是由于上端密封面处于不良润滑状态,动静环之间的摩擦力矩大于橡胶波纹管与轴之间的传递转矩,发生相对转动。③动、静环辅助密封由于受到污水中的弱酸、弱碱的腐蚀,橡胶件已无弹性。有的已腐烂,失去了应有的功能,产生了磨轴的现象。 (3)为解决以上问题,现采取如下措施:①保证下端盖、油室的清洁度,对不清洁的润滑油禁止装配。②机封油室腔内油面线应高于动静环密封面。③根据不同的使用介质选用不同结构的机封。对高扬程泵应重新设计机封结构,对腐蚀性介质橡胶应选用耐弱酸、弱碱的氟橡胶。机封静环应加防转销。 二、由于压力产生的渗漏 (1)高压和压力波造成的机械密封渗漏由于弹簧比压力及总比压设计过大和密封腔内压力超过3MPa时,会使密封端面比压过大,液膜难以形成,密封端面磨损严重,发热量增多,造成密封面热变形。对策:在装配机封时,弹簧压缩量一定要按规定进行,不允许有过大或过小的现象,高压条件下的机械密封应采取措施。为使端面受力合理,尽量减小变形,可采用硬质合金、陶瓷等耐压强度高的材料,并加强冷却的润滑措施,选用可*的传动方式,如键、销等。 (2)真空状态运行造成的机械密封渗漏泵在起动、停机过程中,由于泵进口堵塞,抽送介质中含有气体等原因,有可能使密封腔出现负压,密封腔内若是负压,会引起密封端面干摩擦,内装式机械
金属材料 磨损试验方法
金属材料磨损试验方法 试环-试块滑动磨损试验 GB/T12444-2006 一．试验原理 试块与规定转速的试环相接触，并承受一定实验力，经规定转数后，用磨痕宽度计算试块的体积磨损，用称重法测定试环的质量磨损，试验中连续测量试块上的摩擦力和正压力，计算摩擦系数。 二．试验步骤 1.试验应在10℃—35℃范围内进行，对温度要求较严格的试验，应控制在 23±5℃之内。 2.试验应在无腐蚀性气体、无振动、无粉尘的环境中进行。 3.将试环及试块牢固的安装在试验机主轴及夹具上，试块应处于试环中心， 并应保证试块边缘与试环边缘平行。 4.启动试验机，使试环逐渐达到规定转速，平稳的将实验力施加至规定值 5.可以进行干摩擦，也可以加入适当润滑介质以保证试样在规定状态下正 常试验，对于润滑磨损实验，试验前应对所有与润滑剂接触的零件进行 清洗。 6.根据需要，在试验过程中记录摩擦力。 7.试验累计转数应根据材料及热处理工艺需要确定。 8.对于称重的试样，试验前后用适当的清洗液以相同的方法清洗试样，建 议现用三氯乙烷，再用甲醇清洗；清洗后一般在60℃下进行2H烘干冷 却至室温后，放入干燥器，立即称重。 三．试验结果处理 1.在块形试样磨痕中部及两端（距试样边缘1mm处）测量磨痕宽度，取三 次测量平均值作为一个试验数据。 2.标准尺寸试样三个位置的磨痕宽度之差大于平均宽度值20%，试验数据 无效。 3.试验报告中至少包括：试验机型号、试验形式、材料种类、热处理种类、 实验力（正压力）、试验转速及转数、润滑方式及润滑剂种类、试块的磨 痕宽度和体积磨损、试环磨损失去的质量、摩擦系数、环境温度、试块 加工方向。 四．准确度说明 1.本实验方法的偏差与执行标准的严格性密切相关。相同材料重复性试验 的一致性与材料的均匀性、材料在摩擦中的相互作用、试验人员操作技 术密切相关。 2.由于本实验结果分散性较大，尤其干摩擦试验对试样初始表面条件十分 敏感，因此一般要做3次以上重复试验。 3.磨损量与滑动距离一般不呈线性关系，因此仅能对同样转数的试验结果 进行比较。
浅谈水泵机械密封常见故障及处理
机械密封常见故障及处理 机械密封在水泵的应用非常广泛，机械密封的密封效果将直接影响整机的运行，严重的还将出现重大安全事故。本人从机械密封的内外部条件的角度分析了影响密封效果的几种因素和应采取的合理措施，以及机械密封的原理及要求。 机械密封又叫端面密封，它是一种旋转机械的轴封装置，指由至少一对垂直于旋转轴线的的端面在液体压力和补偿机构弹力(或磁力)的作用以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏 的装置。它的主要功用将易泄漏的轴向密封改变为较难泄漏的端面密封。它广泛应用于泵、釜、压缩机及其他类似设备的旋转轴的密封。一、机械密封通常由动环、静环、压紧元件和密封元件组成。 其中动环随泵轴一起旋转，动环和静环紧密贴合组成密封面，以防止介质泄漏。动环靠密封室中液体的压力使其端面压紧在静环端面上，并在两环端面上产生适当的比压和保持一层极薄的液体膜而达到密封的目的。压紧元件产生压力，可使泵在不运转状态下，也保持端面贴合，保证密封介质不外漏，并防止杂质进入密封端面。密封元件起密封动环与轴的间隙、静环与压盖的间隙的作用，同时弹性元件对泵的振动、冲击起缓冲作用。机械密封在实际运行中是与泵的其它零部件一起组合起来运行的，机械密封的正常运行与它的自身性能、外部条件都有很大的关系。但是我们要首先保证自身的零件性能、辅助密封装置和安装的技术要求，使机械密封发挥它应有的作用。
二、化工生产对密封的要求。 化学工业生产过称一般多为连续化，自动化生产，其生产工艺操作条件要求很严格，现场所需的设备也很特别，种类繁多，包括通用设备、化学反应设备、物料输送设备、分离设备、传热设备等，它们有的在高温高压条件下运行，有的则在低温，真空条件下运行。所有的物料有固体、液体、气体、等，很多种具有易燃、易爆、有毒、有害等特性，化工生产中的反应物、生成物、多数呈现酸性和碱性，对设备具有不同程度的腐蚀作用，因此要求化工机器设备的密封，必须达到密封性能可靠，能保证设备长期运行。一般所采用的密封形式可分为三类静密封、机械密封与动密封，每类密封又根据所密封的工作介质、设备的需要，有许多种密封结构形式和方法。 三、影响密封的主要因素。 1、磨损与损坏：每种密封元件都有一定的使用寿命，经长期运行磨损后，气密封性能就得不到保证，会发生泄漏现象，在机器设备运行中，由于各种杂质进入或配合不当，使密封元件或与其相对应使用的零件遭到不同程度的损坏，致使密封部位发生泄漏现象。 2、操作条件：主要有工作介质的腐蚀、温度以及工作环境等，其中以温度的影响最为显著，其对密封性能的影响是多方面的，高温介质黏度小，渗透性强，对密封件及密封面的腐蚀增强，另外由于温差的影响，密封件的膨胀不均匀，这都能照成密封不良而导致泄漏。
长安大学磨损与耐磨材料 学年第2学期 试题A卷(试题学习)
长安大学2008－2009 学年第 2 学期试题（ A ）卷 课程名称磨损与耐磨材料考试日期2009年6月 12日共 2 题 学生姓名学院材料学院班级25020601 学号 一、填空（每题1分，共题28分） 1.固体表面的几何特性通常用（）和（）来描述。 2. 固体表面由于加工过程中的变形及局部加热，表现出不同于基体的物理机械性能，主要表现在（）、（）、（）、（）和（）等。 3. 影响滑动摩擦的主要因素有（）、（）、（）、（）和（）。 4. 摩擦后表面的白层组织是由于（）、（）和（）三种效应所致。 5.按照磨损机理磨损一般分为（）、（）、（）、（）、（）、（）、（）。 6.常见的钢铁减磨材料包括（）、（）。 7.摩阻材料按结构不同可分为（）、（）、（）、（）。 二、简答题（共72分） 1.解释磨损的实质及磨损与摩擦的关系。（5） 2. 材料磨损量包括那些？解释相对耐磨性的含义；固体表面的接触面积分为哪几种？An、Ap、Ar各表示什么。（8） 3.说明粘着磨损的含义及其分类。（5） 4.说明磨料磨损的概念、分类及其磨损机理；分析影响磨料磨损的主要因素。（11） 5. 简述腐蚀磨损，疲劳磨损，微动磨损的基本特点。（6） 6. 说明影响冲蚀磨损的主要因素。（6） 7. 常见的耐磨铸铁包括哪些？说明KmTBC15rMo2Cu(15-2-1)材料的主要化学成分及各自的作用。（6） 8. 镍硬铸铁分为几类？其中镍硬4和其它的化学成分主要区别在那里？简要说明镍硬铸铁的热处理工艺。（5） 9.说明水韧处理的意义。简述高锰钢的化学成分特点及热处理规范。（5） 10. 常见的润滑原理（方式）有哪些？说出三种以上常见的固体润滑材料。（5） 11.说明减摩材料的失效方式。摩阻材料的主要功能有哪些？（5） 12. 简述陶瓷材料的基本特点。影响聚合物材料摩擦学性能的基本因素有哪些？（5）
自修复材料涂层发展及应用概述
自修复材料涂层发展及应用概述 二十世纪六十年代，“自我修复材料”的设想被提出，但由于当时科技水平的限制，其并未受到过多的关注，知道进入二十一世纪，其在技术上得以突破和进展。自我修复材料是一种在物体受损时能够进行自我修复的新型材料。本文从自修复材料的分类及修复原理着手，介绍目前自修复材料涂层的发展及应用。 自修复材料领域中，主要分为本征型自修复高分子材料以及复合型自修复高分子材料。前一种是指材料本身具有修复性能，经定型后，性质稳定，但制备工艺较为复杂，成本较高；后一种是指在具有导电性质的聚合物中掺杂可修复的微胶囊或者在具有修复性能的聚合物中形成导电纳米颗粒，进而达到修复效果，生产周期短，效益高。下面对这两种修复材料进行详细的说明。 本征型自修复高分子材料是一类在外部力量或者外加能量作用时，高分子基体受到一定程度破坏后可以在没有外加能量与作用力的情况下做到自我愈合的材料。目前，国内外相关团队都进行了关于自修复材料的大量研究，开发的自修复聚合物材料主要分为两种，以其中修复的键为区分依据，分为带有可逆共价键的自修复材料和带有可逆非共价键的自修复材料。 分别以基于酰腙键型的自修复材料和基于氢键型的自修复材料为例。基于酰腙键型的价键自修复材料的机理，是醛基与酰肼反应生成的酰腙键断裂后可自发生长。修复时，pH值发生变化时，酰腙键会发生断裂和重组，其在宏观上就表现为了材料的自修复行为。氢键型自修复材料是通过在高分子中引入可逆氢键来实现自修复的一类高分子材料，此类材料分子量较高，修复效率快。该类自修复材料在加热条件下完成自我修复，修复方式简单快捷，发展及应用前景较好。除上述所说的两种修复材料外，还有基于双硫键型的自修复高分子材料，基于氮氧键型的自修复高分子材料，基于Dieal-Alder (DA) 型的修复高分子材料，基于超疏水型自修复高分子材料，基于离子作用的自修复高分子材料，基于配位键金属有机自修复高分子材料，前三种属于可逆共价键类型的材料，后两种为可逆非共价键类型的材料。 与本征型的自修复高分子材料不同，复合型的自修复高分子材料是通过在高分子基体中加入固化剂使破裂处的位置迅速固化从而实现自修复效果的。固化剂的添加方式有很多种。其中较为普遍且易于操作的有两种：一种是在高分子基体中直接埋置微胶囊；第二种则是在在高分子基体中加入仿生人体血管一类的仿生结构，当高分子基体在受冲击破裂时，仿生血管破裂，流出固化剂使得在破裂处自行修复。前一种最主要的特点便是其只可以修复一次，为弥补前一种修复方式的不足，便出现了仿生人体血管型自修复材料，其修复原理与第一种相同，改变的时固化剂的填充方式，经测试评价，该材料的自我愈合效果显著，可以进行多次的自我疗伤，其修复率都高达50%以上，重复次数大于7次。 自修复材料的应用十分广泛，作为涂层是其中一种最为高效的利用方式。其大到应用于航空航天，小到应用于手机等电子产品，其产生的效益都十分巨大。以最近几年的应用为例，2015年一月LG G Flex 2手机发布，其中的一个亮点便是其搭配了可自我修复的手机后壳，虽然按照官方说提供的材料来看，其修复方式与上文所提到的修复方式具有一定的差异，但其效果依旧使得该款手机在CES2015大会上吸引了众多媒体。自修复，意味着手机更好的抗磨损性能，无论是后壳，还是屏幕的疏油层，都是自修复涂层的应用方式，且能带来
粘着磨损综述
粘着磨损及影响因素的研究 摘要：粘着磨损是磨损的失效基本类型之一,本文根据材料的表面状态和内部 结构阐述了影响粘着作用的机理和因素并给出了一些实用的克服粘着磨损的措施。 关键词：粘着磨损；摩擦副；粘着力；吸附膜；氧化膜 1 引言 磨损是材料和零件的主要失效形式之一，每年给人类带来上千亿美元的巨额浪费。而粘着磨损是一种最常见的的磨损形式，它在摩擦学的研究和应用中有非常重要的地位和作用。世界上技术先进的国家都为粘着磨损的研究及对策投入了大量的财力和人力[1]。 粘着磨损按程度分为涂抹、擦伤、粘焊和咬卡等几种。许多零件、工具的报废和失效都和粘着磨损有关。如轴承、凸轮、蜗轮、齿轮、量具、刃具、模具。真空环境的粘着磨损已成为空间技术的核心问题。另外，工作在气态、液态和侵蚀介质中的原子能反应堆及其他承受重载的机械装备也不能摆脱粘着磨损。由此可见，研究粘着磨损对国民经济各部门都具有重要的意义，特别对尖端技术更具有突出的作用[2]。 2 粘着磨损的产生及理论分析 2.1 粘着磨损的产生 粘着磨损是由摩擦表面的引力作用引起的。界面上的分子使接触表面形成粘着耦合，粘着作用使摩擦副表面或亚表层产生破坏，摩擦力剧增，摩擦变得迅猛而强烈，其中粘着力的大小与摩擦表面的清洁程度、吸附层及润滑状态有关。法向应力、切向应力、温度、变形的作用使摩擦表面的隔离层（润滑层、污染层、吸附层及氧化膜）发生破坏[3]。 2.2 粘着磨损的形式 粘着磨损的形式取决于粘着的强度和表面下材料的强度等条件，如果粘着强度比摩擦副两基体金属的强度都弱，剪切将发生在界面上，这时磨损极小；如果粘着强度大于基体金属的强度，则剪切将发生在离界面的金属表层内，金属将从一个表面转移到另一个表面上，形成粘着磨损。粘着磨损按金属转移程度不同分为以下几种形式[4]。 (1) 轻微磨损。当粘着强度比摩擦副的两基体金属抗剪强度都弱时，剪切将发生在粘着的界面上，这时表面材料转移极少，磨损很少，但摩擦系数将增大。金属表面上有氧化膜时，常发生这类粘着磨损。
摩擦磨损 试题
一、名词解释（10小题每题2分共20分） 1、表面的几何形状误差类型 答：机械零件的几何形状误差主要有以下三种类型，： （1）微观几何形状误差（2）表面波纹度（3）表面粗糙度也叫微观粗糙度 2、赫兹接触 答：就是指圆弧形物体的接触，如圆柱体、球体等曲面物体的接触。 3、机械理论 17~18世纪初，把固体看成是绝对刚体，摩擦现象的解释完全建立在固体表面的几何概念上，认为摩擦式粗糙不平的表面相互机械作用的结果，故称为机械理论。 4、磨粒磨损 答：磨粒磨损是指在摩擦过程中，由于摩擦表面上硬的微突体或摩擦界面上的硬颗粒而引起材料损耗的一种磨损现象（2分）。 5、微动腐蚀磨损 答：两接触表面间没有宏观的相对运动，由于振幅很小的相对滑动产生的磨损称为微动磨损。如果微动磨损过程中，两表面的化学反应起主要作用时，则可称为微动腐蚀磨损。（2分）6、弹性流体动压润滑 答：考虑了弹性变形及压粘变化对流体动压润滑的影响称为弹性流体动压润滑（2分） 7、润滑油闪点和燃点 答：将润滑油在规定的条件下加热，其蒸气与周围空气混合形成可燃气体，当与火焰接触时，瞬间闪火的最低温度为该油的闪点。（1分）若闪火时间长达5秒，则该温度即为这种润滑油的燃点。（1分） 8、固体润滑剂 答：为防止与保护相互运动的表面不受损害，以及减少摩擦副的摩擦与磨损而在运动表面使用的粉末状或薄膜状的固体物质，即叫固体润滑剂 9、强制润滑 答：用油泵将润滑油等输送到需润滑的机件部位的方法叫强制润滑。 10、摩擦学及摩擦学的研究对象 答：研究发生在作相对运动的表面（界面）上的各种现象产生、变化和发展的规律及其应用的一门科学（1分）。研究对象摩擦、磨损(包括材料转移)和润滑(包括固体润滑)的原理及其应用。（1分）。 二、填空题（10小题每题2分共20分） 1、通常所说的表面形状误差是由加工过程的（固有误差）引起的与要求形状的偏差。 2、两个粗糙表面的接触通常是一个（弹性变形）和（塑性变形）并存的混合系统。 3、大气中很少遇到纯净表面，金属表面总有一层膜，它可能是（氧化膜）或（污染膜）。 4、粘着磨损按磨损程度分为（轻微磨损）（涂抹）、（刮伤）、（胶合）和（咬死）五种。 5、在接触疲劳强度的基本准则中，（最大剪应力T max45）准则应用更广泛。 6、机器零件典型磨损过程分为（磨合）阶段、（正常磨损）阶段和（事故磨损）阶段 7、恒量磨损特性的主要参数是（磨损率），经常采用的有(三)种。 8、粘度是液体流动时在液体分子之间的（内摩擦），即流体膜的（剪切阻力）。 9、润滑油的基本构成成分时（基础油）和（添加剂）。 10、润滑脂的基本组分是（基础油）、（稠化剂）、（添加剂）和（稳定剂）。 三、问答题（5小题每题4分共20分） 1、古典摩擦理论有哪几种？ 答：1）机械咬合理论。2）分子吸引理论。3）库仑摩擦定律。
自修复涂料的进展
自修复材料的研究方向与研究进展 一、自修复材料研究方向 1.自修复涂料类型从从不同角度考虑，自修复涂料可有以下几种类型： (1)从涂料的基本结构，可有分相结构的助剂型与连续相结构的本征型。 (2)基于涂料的基本组成，在分相结构的助剂型涂料中，已经研究报道了不同配方组成：有包囊、纤维填料、有层状膨胀型填料、纳米高岭土等类型。 (3)从修复机理上看，可以有液体释放型、化学反应型、体积膨胀型、可逆共价键型、可逆非共价键型和可逆聚合物网络型等。 (4)从功能上看，可有外观修复功能、防腐功能修复涂料等 2.目前自修复材料的研究主要集中在以下几个方面： (1) 陶瓷混凝土基自修复材料 在混凝土中掺入某些特殊的组分，如内含粘结剂的空心胶囊、空心玻璃纤维或液芯光纤，使混凝土材料在受到损伤时部分空心胶囊、空心玻璃纤维或液芯光纤破裂，粘结剂流到损伤处，使混凝土裂缝重新愈合。自修复混凝土对土木建筑结构的应力、应变、和温度等参数进行实时、在线监控、对损伤进行及时修复。这一技术被广泛应用在公路、地基、桥墩等建筑物中。 (2) 金属基自修复材料 金属基复合材料由于金属基体特有的属性，一般都是采用能力补
给的方式进行修复。比如高温保温的方法可以对基体内部的缺陷进行修复，严格地讲这并不是自修复的过程，因为它需要外界因素的作用才可以进行修复。也有利用互穿网络高分子膜络合在金属表面，以实现水蒸气滴状冷凝。由于位阻效应，这类高分子容易铺展成片状。涂覆在金属表面时，形成大分子层，从而得到附加热阻小的超薄涂层。由于具有含孤对电子的原子，因而能够与金属离子或原子形成强度较高的配位键(如N→Cu2+和N→Cu 等)。大面积的配位键像图钉一样把高分子膜牢牢地钉在金属表面上。网格状高分子互相牵制的网状结构，能够使个别断裂的配位键有机会重新形成，这种自修复的特性可以防止涂层剥落。其他一些研究主要集中在材料内部分散或复合一些功能性物质来实现。当材料受损时，这些物质发生某种变化(主要是高温下使金属表面形成氧化膜，通过氧化膜对裂纹发展抑制作用)，实现自组装。 (3) 金属磨损自修复材料 金属磨损自修复材料是一种由羟基硅酸镁等多种矿物成分、添加剂和催化剂等构成的复杂组分超细粉体组合材料、它的常用组分的粒度为0.1～10μm，可以添加到各种类型的润滑油或润滑脂中使用。以润滑油或脂作为载体，将修复材料的超细粉粒送入摩擦副的工作面上。它不与油品发生化学反应，不改变油的粘度和性质，也无毒副作用。这种自修复材料的保护层不仅能够补偿间隙，使零件恢复原始形状，而且还可以优化配合间隙。因此，有利于降低摩擦振动，减少噪声，节约能源，实现对零件摩擦表面几何形状的修复和配合间隙的优
材料磨损失效分析简述
材料磨损失效分析简述 摘要：综述了磨损失效的常见类型及该磨损失效的的影响因素，包括材料的磨损失效过程，指出了降低材料磨损失效的措施，为预防工程领域材料的磨损失效提供了方向。 关键词：磨损失效；类型；影响因素；过程；预防措施 The Review Of Wear Failure Analysis In Materials Abstract:The common types and its influencing factors was summarized. Including the process of wear failure of the measures of how to reduce wear failure was pointed directions how to preventing wear failure in engineering material field. Key words:wear, failure; classify; influencing factor;process; precautionary measures 引言 磨损失效是机械设备和零部件的三种主要失效形式———断裂、腐蚀和磨损失效形式之一。世界一次能源的三分之一、机电设备的70%—80%是由于各种形式的磨损而产生故障[1]。磨损不仅造成大量的材料浪费，而且可能直接导致灾难性后果。因此,研究磨损失效的原因,制定抗磨对策、减少磨损耗材、提高机械设备和零件的安全寿命是极为有必要的。 1 常见磨损失效类型及其影响因素 粘着磨损 当一对磨擦副的两个磨擦表面的显微凸起端部相互接触时，即使法向负载很小，但因为凸起端部实际接触的面积很小，所以接触应力很大。如果接触应力大到足以使凸起端部的材料发生塑性变形而且接触表面非常干净，彼此又具有很好的适应性，那么在磨擦界面上很可能形粘着点。当磨擦面发生相对滑动时，粘着占在剪应力作用下变形以致断裂，使材料从一个表面迁移到另一个表面。通常，金属的这种迁移是由较软的磨擦面迁移到较硬的磨擦面上。根据磨损试验后对磨擦面进行金相检验发现，迁移的金属往往呈颗粒状粘附在表面[2]。这是反复的滑动磨擦，使粘着点扩大并在剪应力作用下在粘着点后根部开裂，进而形成磨粒的结果。这就是粘着磨损。粘着磨损过程十分复杂，以上所述只是对复杂现象作了简单的描述。 影响粘着磨损性能因素有[3]： （1）润滑条件或环境。在真空条件下金属的磨损极为严重。除了金以外，在大气条件下，金属经过切削或磨削加工，洁净的表面产生氧化膜，它在防止粘着磨损方面有重要的作用。而良好的润滑条件更是降低粘着磨损的重要保障。 （2）摩擦副的硬度。材料的硬度越高，耐磨性越好。材料体系一定时，可采用涂层或其他表面处理工艺来降低粘着磨损。 （3）晶体结构和晶体的互溶性。其它条件相同时，晶体结构为hcp的材料摩擦系数最低，fcc次之，bcc最高。冶金上互溶性好的金属摩擦副摩擦系数和磨损率高。 （4）温度。温度对材料粘着磨损的影响是间接的。温度升高，材料硬度下降，摩擦副互溶性增加，磨损加剧。 磨粒磨损
机械密封故障分析及解决方法
机械密封故障分析及解决方法 使用机械密封的泵类产品主要有:不锈钢电动隔膜泵, UHB-ZK耐磨耐腐沙浆泵, FZB氟塑料自吸泵, FSB氟塑料合金离心泵, GC锅炉给水泵, IHF衬氟离心泵, FB、AFB耐腐蚀化工泵, IH化工离心泵, 水煤浆螺杆泵, IHG化工管道泵, IS清水离心泵,立式电动隔膜泵, 衬氟气动隔膜泵, 不锈钢气动隔膜泵, 铸铁气动隔膜泵, 铝合金气动隔膜泵, 工程塑料气动隔膜泵, GW管道排污泵, LW立式排污泵, ZWL直联式自吸排污泵, ISG立式管道泵, ISW卧式管道离心泵,CQB重型不锈钢磁力泵, CQB-G高温不锈钢磁力泵,G型螺杆泵|单螺杆泵|浓浆泵,JMZ、FMZ 自吸酒泵自吸化工泵,ZX清水自吸泵,ISWH、ISWHD卧式不锈钢化工管道泵,QJ深井泵,KCB、2CY齿轮油泵,PBG屏蔽管道泵,CDLF不锈钢多级冲压离心泵,LG、LG-B高层给水多级离心泵,S、SH中开式双吸离心泵,DL、DLR立式多级离心泵,ISWR、ISWRD卧式热水管道泵,GDL多级管道泵,衬氟电动隔膜泵,撕裂式潜水排污泵,自动搅匀排污泵,ZW自吸无堵塞排污泵,WQ型潜水式无堵塞排污泵,FPZ、PVZ 耐腐蚀自吸泵.这些产品机械密封在使用过程中经常会遇见如下问题 一、机械密封故障分析 1、温度升高造成的故障 对于机械密封来说，温度的升高会造成故障，由于温度升高，造成机械密封端面润滑膜的汽化，使两端面出现干摩擦，由于产生的摩擦热量大，使得磨损加剧和造成热应力裂纹而使密封动静环断裂甚至碎裂。由于温度升高摩擦副浸渍物流出，使及摩擦副粘连，这时温度可能超过材料的极限使用温度导致不允许有的热变形，在突然载荷下也可能产生热应力裂纹造成密封故障以至密封失效。另外，温度的升高也可能使热镶环掉片或造成间隙值超过辅助密封圈的允许值。在这种情况下，内压会把密封圈从间隙挤出造成故障。温度的升高也能造成沉淀积沉而妨碍密封工作。高压锅炉给水泵所用介质是工业清水，采用的机械密封是831机械密封，密封腔内温度最高为180℃，所
耐磨金属材料的最新研究现状
耐磨金属材料的最新研究现状 关键词：耐磨材料；锰钢；抗磨白口铸铁；技术进展 摘要：耐磨金属材料被广泛地应用于工业生产的各个领域, 而随着科学技术和现代工业的高速发展，由于金属磨损而引起的能源和金属材料消耗增加等所造成的经济损失相当惊人。近年来，对金属磨损和耐磨材料的研究，越来越引起国内外人们的广泛重视。本文概述了国内外耐磨金属材料领域研究开发的现状及取得的一系列新进展。 0 引言 随着科学技术和现代工业的高速发展，机械设备的运转速度越来越高，受摩擦的零件被磨损的速度也越来越快，其使用寿命越来越成为影响现代设备(特别是高速运转的自动生产线)生产效率的重要因素。尽管材料磨损很少引起金属工件灾难性的危害，但其所造成的能源和材料消耗是十分惊人的。据统计，世界工业化发达的国家约30%的能源是以不同形式消耗在磨损上的。如在美国,每年由于摩擦磨损和腐蚀造成的损失约1000亿美元，占国民经济总收入的4%。而我国仅在冶金、矿山、电力、煤炭和农机部门，据不完全统计，每年由于工件磨损而造成的经济损失约400亿元人民币[1]。因此，研究和发展耐磨材料，以减少金属磨损，对国民经济的发展有着重要的意义。 1国外耐磨金属材料的发展 国外耐磨材料的生产和应用经过了多年研究与发展的高峰期，现已趋于稳定，并有自己的系列产品和国家标准、企业标准。经历了从高锰钢、普通白口铸铁、镍硬铸铁到高铬铸铁的几个阶段，目前已发展为耐磨钢和耐磨铸铁两大类。 耐磨钢除了传统的奥氏体锰钢及改性高锰钢、中锰钢以外，根据其含量的不同可分为中碳、中高碳、高碳合金耐磨钢；根据合金元素的含量又可分为低合金、中合金及高合金耐磨钢；根据组织的不同还可分为奥氏体、贝氏体、马氏体耐磨钢。而耐磨铸铁主要包括低合金白口铸铁和高合金白口铸铁两大类。二者中最具有代表性的是低铬白口铸铁和高铬白口铸铁，而且这两种材料目前在耐磨铸铁中占有主导地位。马氏体或贝氏体、马氏体组织的球墨铸铁在制作小截面耐磨件方面也占有一席之地，中铬铸铁则应用较少。从整体上看，合金白口铸铁的耐磨性优于耐磨铸钢，但后者韧性好，在诸如衬板、耐磨管道等方面有着广泛的应用[2]。 2 我国耐磨金属材料的发展 据统计,国内每年消耗金属耐磨材料约达300万吨以上，应用摩擦磨损理论防止和减轻摩擦磨损,每年可节约150亿美元。近年来,针对设备磨损的具体工况和资源情况,研制出多种新型耐磨材料。主要有改性高锰钢、中锰钢、超高锰钢