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金属材料的硬度与耐磨性是什么关系

2015-09-09 13:34:32
    不考虑其他因素的情况下硬度越高耐磨性也就越好。故常将硬度值作为衡量材料耐磨性的重要指标之一。但是耐磨性最好的材料不一定硬度高。

最常用的耐磨材料,比如铸铁硬度就不高,发动机的凸轮轴就常用铸铁。铸铁的耐磨性好是因为铸铁内含有片状石墨,我们知道石墨具有润滑性能。所以,铸铁虽然硬度低但是耐磨性好,就是因为石墨的减磨。还有就是表面的光洁度,表面光洁度越高,摩擦越小,相对来说同种材料根据表面处理不同,硬度跟耐磨性是成正比的。更典型的还有滑动轴承里的耐磨层巴氏合金硬度也不高。还有蜗杆蜗轮减速器里为了增强耐磨性,一般用硬度低的青铜合金做蜗轮。

耐磨,要求的是嵌入性和摩擦顺应性,就是材料磨过后能最快的形成两摩擦面的凹凸相配合的磨擦面。如果单纯追求表面硬度,过硬的材料不容易磨合,反而会降低摩擦面的耐磨性。根据磨损的机理:如果是切入式磨损,则提高表面硬度可以较好的提高耐磨性;而如果是冲击性磨损,则提高的效果会差一些。

高锰钢大家应该很熟悉,有很好的抗冲击耐磨性。韧性好的奥氏体,在冲击时发生强烈的加工硬化,提高表面硬度,达到硬度和韧性的很好结合,耐磨效果会很好。

如果材料中含有如石墨、六方氮化硼、硫化铁等具有片层状结构的物质,在摩擦中这些物质起固体润滑剂的作用,可以提高耐磨性。常见的铸铁,飞机发动机里的封严涂层等。

塑料与金属对磨时,塑料有很好的适应性,而且还可在金属表面形成薄薄的一层转移膜,改善耐磨性能。往复式压缩机的采用PEEK阀片代替金属阀片,就是一个很好的例子。

巴氏合金则是有油润滑条件下的一个非常典型的合金。它的结构是硬质点分布在软相上,摩擦中,硬质点起支持作用,软相被稍微多磨掉一些,形成的空隙正好容纳润滑油,改善润滑条件。

总体说来,材料的耐磨性不是材料固有的,是有条件的,是相对的。硬度高不等于耐磨性好。硬度高耐磨好,如果作为一个经验性的初步判断,还是有一定局限性的
  
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