表面质量对零件使用性能的影响

1.表面质量对零件耐磨性的影响

（1）表面粗糙度对零件耐磨性的影响

零件的耐磨性主要与摩擦副的材料、热处理状态、表面质量和使用条件有关。在其他条件相同的情况下，零件的表面质量对零件的耐磨性有重要影响。

当摩擦副的两个接触表面存在表面粗糙度时，只是在两个接触表面的凸峰处接触，实际接触面积远小于理论接触面积，相互接触的凸峰受到非常大的单位应力，导致实际接触处产生弹塑性变形和凸峰之间的剪切破坏，使零件表面在使用初期产生严重磨损。

表面粗糙度对零件表面初期磨损的影响很大。一般情况下，表面粗糙度值越小，其耐磨性就越好。但表面粗糙度值太小，润滑油不易储存，接触面之间容易发生分子黏结，磨损反而增加。因此，接触面的粗糙度有一个最佳值，其值与零件的工作条件有关。工作载荷增大时，初期磨损量增大，表面粗糙度最佳值随之增大。如图6-10所示为初期磨损量与表面粗糙度之间的关系。

图6-10　初期磨损量与表面粗糙度之间的关系

1一轻负载；2一重负载

（2）表面层加工硬化对零件耐磨性的影响

表面层的加工硬化使零件表面层金属的显微硬度提高，故一般可使耐磨性提高。但也不是加工硬化程度越高，耐磨性就越高。过度的加工硬化将引起表面层金属脆性增大、组织疏松，甚至出现裂纹和表层金属的剥落，从而使耐磨性下降。

2.表面质量对零件疲劳强度的影响

金属受交变应力作用后产生的疲劳破坏往往起源于零件表面和表面冷硬层，因此，零件的表面质量对零件疲劳强度影响很大。

（1）表面粗糙度对零件疲劳强度的影响

在交变载荷作用下，表面粗糙度的凹谷部位容易引起应力集中，产生疲劳裂纹。表面粗糙度值越大，表面的纹痕越深，纹底半径越小，抗疲劳破坏的能力就越差。实验表明，减小表面粗糙度值可以使零件的疲劳强度有所提高。(www.xing528.com)

（2）残余应力、加工硬化对零件疲劳强度的影响

残余应力对零件疲劳强度的影响很大。表面层存在的残余拉应力将使疲劳裂纹扩大，加速疲劳破坏，而表面层存在的残余压应力能够阻止疲劳裂纹的扩展，延缓疲劳破坏的产生。

加工硬化可以在零件表面形成硬化层，使其硬度强度提高，可以防止裂纹产生并阻止已有裂纹的扩展，从而使零件的疲劳强度提高。但表面层硬化程度过高，会导致表面层的塑性过低，反而易于产生裂纹，使零件的疲劳强度降低。因此，零件的硬化程度应控制在一定的范围之内。如果加工硬化时伴随有残余压应力的产生，能进一步提高零件的疲劳强度。

3.表面质量对零件耐蚀性的影响

零件的耐蚀性在很大程度上取决于表面粗糙度，表面粗糙度值越大，则凹谷中聚积的腐蚀性物质就越多，渗透与腐蚀作用越强烈，表面的抗蚀性就越差。

表面层的残余拉应力会产生应力腐蚀开裂，降低零件的耐蚀性，而残余压应力则能防止应力腐蚀开裂。

4.表面质量对配合质量的影响

表面粗糙度值的大小会影响配合表面的配合质量。粗糙度值大的表面由于其初期耐磨性差，初期磨损量较大。对于间隙配合，使间隙增大，破坏了要求的配合性质。对于过盈配合，装配过程中一部分表面凸峰被挤平，实际过盈量减小，减小了配合件间的连接强度，使配合的可靠性降低。

5.表面质量对其他性能的影响

表面质量对零件的接触刚度、结合面的导热性、导电性、导磁性、密封性、光的反射与吸收、气体和液体的流动阻力均有一定程度的影响。

由以上分析可以看出，表面质量对零件的使用性能有重大影响。提高表面质量对保证零件的使用性能、提高零件寿命是很重要的。