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细解选矿设备疲劳磨损与腐蚀磨损

2013-12-13 15:12:55      点击:
细解选矿设备疲劳磨损与腐蚀磨损
表面疲劳磨损当两接触面作滚动、滑动或滚动滑动复合运动时,由于作用存摩擦表面微观体积上周期性的接触载荷或交变应力,使表面及亚表面山于疲劳而产生裂纹.最后导致材料利落和损耗的现象,称为表而疲劳磨损。
表面疲劳裂纹可以在表面二或亚表面上发生,可以沿着与表面平行方向或垂直的方向扩展,结果导致表层材料成细片状剥落,常形成麻点状或痘斑状的剥落坑。
1.疲劳磨损机制根据裂纹起源和发展不同,疲劳磨损叮分为以下三种情况。
(1)裂纹起源于表面在滑动摩擦或滚动带有滑动摩擦时,特别是当表面存有缺陷时,裂纹就容易从表面开始。例如两齿轮在接触过程中,表面不仅有交变接触压应力而且还有剪切应力。根据赫兹的理论,最大压应力发生在表面上,而最大的剪应力发生在离表面一定距离处。
发生在表面下距离变化曲线,在表面压应力和剪应力反复作用一定周次之后,材料表面就会产生局部的塑性变形和加工硬化,在某些组织不均匀处.容易形成裂源,导致裂纹出现与扩散。
当接触表面存有润滑油且滚动方向与裂纹端部方向一致时,滚动物体首先封住裂纹裂口处。裂纹中的润滑油被堵在裂缝巾,在接触压应力作用下产生高压油波,迫使裂纹向30~450角方向扩展。当裂纹向内袭面扩展到一定深度和宽度时,裂纹上部如同一悬臂梁承受突变弯曲应力,最后因强度不足而折断成金属磨屑,并留下麻点状剥落坑。
(2)裂纹起源于亚表面纯滚动时,最大剪应力产生于下表面一定深度处,如果该处存有缺陷,在周期性最大剪应力作用下就会发生应力集中,产生疲劳裂纹,裂纹会沿着剪应力方向或夹杂物走向发展,扩展到表面或与纵向裂纹相交剥落而成为磨屑。
磨屑多为扇形状,表面留下锥形坑.
(3)裂纹起源于硬化层和心部的交界处经表面强化处理的零件(如表面淬火、渗碳、氮化等),其疲劳磨损裂纹往往起源于硬化层与心部交界处。当硬化层心部不足,心部强度过低以及过渡层存有残余应力时,都容易在过渡区产生裂纹。
2.影响疲劳磨损的主要因素(1)材质材料的冶金质量、如气体含量、非金属夹杂物等都是影响疲劳磨损的重要因素。当钢中有非金属夹杂物时,特别是脆性的和带有棱角的夹杂物,在交变应力作用下,尖角部位应力集中,容易超过基材的弹性极限,并由于塑性变形导致材料加工硬化而引起显微裂纹,加速疲劳磨损.材料的显微组织也有重要影响。钢中残余奥氏体含量、碳化物颗粒大小及分布,基体组织状态对疲劳磨损均有重要的影响。
(2)硬度的影响一般情况下,材料硬度越高,裂纹越难于萌生,疲劳磨损寿命越长。但在油润条件下,疲劳裂纹扩展阶段是影响疲劳寿命的主要因素.硬度越高,擦伤越易发生.裂纹扩展速率越快。
(3)表面租糙度的影响机加工的零件表面并非理想的光滑表面,零件接触时载荷支承在很小的面积上,造成很大的接触应力,不但容易引起粘着磨损,而且会引发很多微观点蚀,形成宏观点蚀裂纹源.因此,表面光洁度的提高有利于疲劳磨损寿命的提高.
(4)环境的影响环境对金属疲劳磨损有很大的影响.例如:润滑油中带有水份可以加速疲劳裂纹的扩展.导致滚动轴承过早地接触疲劳失效,高温下润滑油发生分解,在高应力区造成酸性物质的堆积,降低接触疲劳寿命。
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