磨损工况下原始硬度比值对耐磨性的影响

磨损工况条件是指摩擦系统中接触面上作用的力即载荷的大小、接触面间的相对运动方式（滑动或滚动）、相对运动速度、接触持续时间、润滑条件、介质情况及温度等，磨料磨损还有磨粒的状况。Ludema（1981）关于压力P、温度T、时间t和速度V对各种磨损机制之磨损率的影响示于图6-4。

载荷与速度是轴承设计中工作极限的标志，如PV值就确定了磨损极限。润滑条件述及油膜建立、润滑剂性质等。介质环境主要述及表面膜形成速率及腐蚀速率问题。

在磨料磨损情况下，被磨材料原始硬度H_m和磨粒硬度H_a的比值决定了耐磨性。Richardson的数据是H_m/H_a＞0.8，耐磨性才能有明显改善，但如要做到可忽略磨料磨损，应使H_m/H_a≥2.5。Moore的结论是H_m/H_a≤0.6～0.77，磨损率W都较高，且与比值几乎无关系；H_m/H_a≥0.9到1.4，则磨损量很小。Larsen-Basse认为H_m/H_a≤0.83，磨损率会随比值降低而线性增加。

图6-4 各类磨损机制时外部条件对磨损率的影响

对软磨料（H_m/H_a≥1）为什么会导致磨损的问题，Robinowich（1981）提出磨料与金属内部都是软中有硬、硬中有软的，磨损是由于软磨料中的硬组成遇到了被磨损金属中的软组成造成的。陈南平等（1983）认为还应考虑摩擦副的热稳定性，因为摩擦热肯定是会起作用的。

在滑动磨损时，磨粒楔入被磨损表面时的进入角，或称迎角。对磨屑的形成也有影响，图6-5说明形成切屑时，迎角α要大于临界值α_c，否则磨损只是由于疲劳形成的犁屑造成，即使α＞α_c时，切屑也最多只占犁沟体积40%。我们在多磨粒试验中测出（迎角是随机分布的）磨屑中犁屑为20～30%，切屑为80～70%；H_m高的切屑量多，犁屑量减小。而磨粒迎角对切屑形成量的影响如图6-6所示。(www.xing528.com)

图6-5 单磨粒试验中迎角对磨屑形成的影响

图6-6 磨粒迎角对切屑形成量的影响

磨粒的粒度（尺寸大小）对磨损率的影响如图6-7所示，在粒度小于100μm时，随粒度增加磨损迅速增加，粒度超过100μm后磨损率的变化便较缓慢。如磨粒尺寸小于1μm，基本看不到磨粒磨损现象，因之如在润滑条件下，只要润滑剂能过滤到没有大于1μm的粒子，便可防止发生磨料磨损。