材料磨損原理.ppt

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1、滾動摩擦一、定義滾動摩擦是一個物體（滾動體）在另一個物體的表面（可以是平面或是曲面）上滾動時遇到的阻力，滾動體一般是球體或圓柱體等回轉(zhuǎn)體。滾動接觸疲勞：是在一對滾動接觸的接觸副相接觸過程中，由于接觸區(qū)的循環(huán)力作用，導致材料表面或次表面形成裂紋并發(fā)展以至于材料疲勞損傷失效。鋼軌和車輪的滾動接觸疲勞對于世界上許多國家的鐵路工業(yè)來說都是一個相當嚴重的問題。滾動接觸疲勞的形成機理裂紋源及萌生機理：1）疲勞裂紋起源于表面。（棘齒效應導致材料塑性變形最終形成裂紋）。棘齒效應由于接觸材料表面在相當高的摩擦力作用下，造成材

2、料表面的塑性流動，當材料的塑性流動超過變形極限，則形成表面材料開裂，由如此循環(huán)作用的不斷累積，在材料表面形成棘齒狀形貌，這一過程則稱為棘齒效應疲勞裂紋起源于次表面：裂紋起源于最大切應力處，材料表面受到切向作用力而在材料表面及內(nèi)部形成剪切應變的一個應力場，當材料內(nèi)部的形變達到韌性極限則出現(xiàn)裂紋狀的空洞，導致輪軌發(fā)生麻點剝落，剝離，斷裂。影響因素材料自身（主要因素）：鋼軌鋼的組織結(jié)構(gòu)中各相的成分以及含量多少對滾動接觸疲勞會產(chǎn)不同程度的影響外部條件：表面光潔度（水或油被當作是引起表面裂紋擴展的主要原因，被稱為“第

3、三介質(zhì)”）導致的結(jié)果：1）導致摩擦系數(shù)減小，進而使得列車的牽引和制動效果降低了。2）能使接觸區(qū)范圍內(nèi)材料的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，導致貝氏體的產(chǎn)生。蠕滑率的增加和車速的提高都能使輪軌接觸面的溫度和“第三介質(zhì)”的溫度增加，尤其是“第三介質(zhì)”的溫度增加得非常迅速，大約是輪軌界面溫度的3倍改善措施材料自身：提高輪軌強度，硬度，減少馬氏體組織的產(chǎn)生，加入鉻、釩鉻合金或是稀土元素改善工作條件：保持輪軌表面清潔，減少雨天等復雜天氣行車優(yōu)化輪軌型面：從錐形踏面到磨耗形踏面，從而減低了輪軌接觸應力謝謝