磨粒磨损机理的探究

磨粒磨损也称为磨料磨损、研磨磨损或微切削磨损。它出现的条件是：摩擦副一方的硬度比另一方硬度高很多，或者在接触面之间存在硬质粒子。当另一方接触到硬粒子时，它们可以陷入软材料表面，由于切向运动产生切削作用。

在磨料磨损研究中，Robinowicz（1965）以硬磨粒嵌入软材料后，由于切向移动产生微切削作用导出了磨损关系式：

式中，Wc 为磨损率；θ 为硬磨料的顶角；Fn 法向压力，N；Hv 为硬度值。上式可以简化为

此处Kc 为磨粒磨损的系数。可见磨损量与接触压力成正比，与材料的硬度成反比。因此提高材料的硬度是降低磨粒磨损的有效手段。钢中碳化物是最重要的第二相，经常利用增加第二相的方法提高钢的硬度。同理增加碳化物的数量，减少碳化物尺寸均可以改善耐磨性。但是对于基体中存在大块高硬度的脆性相，在磨损时可能发生崩落，这对耐磨性是非常不利的。(www.xing528.com)

值得提出的是，材料的加工硬化对耐磨性的影响。试验表明：在低应力磨损时，材料的加工硬化虽然使表面的硬度提高，但是并没有增加其耐磨性。在高应力作用下，加工硬化后硬度越高，其耐磨性提高越多。

作为实际应用的例子是工程上常用的耐磨钢高锰钢。该钢在热处理后是奥氏体组织，在受力后由于加工硬化率非常高，同时转变成马氏体使表面硬度大幅度提高，导致耐磨性大幅度提高。实践表明：高锰钢作为碎石机锤头有良好的耐磨性能，但是作为拖拉机履带时耐磨性却不好，其原因就是前者处于高应力状态，后者处于低应力状态。