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材料的磨损失效与预防课程论文

XX科技学院课程结业论文

课程名称：失效分析

专业班级：金属材料工程

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材料的磨损失效与预防

摘要：本文从我国材料失效的研究现状、磨损失效的模式、磨损失效的原因和预防四个方面分析了材料的磨损失效。

关键字：材料失效磨损预防

1、前言

作为科技支柱之一的材料技术的发展直接关系到国家经济、科技的发展水平,材料失效问题普遍存在于各类材料中,它直接影响着产品的质量,关系到企业的信誉和生存。材料失效分析的建立是发达国家工业革命的一个重要起点,材料的失效分析和预测预防工作在经济发展中占有十分重要的地位,对于材料失效问题的判断和解决能力,代表了一个国家的科学技术发展水平和管理水平。磨损、腐蚀和断裂是材料失效的3种主要形式,其中由摩擦所导致的磨损失效是包括航空材料在内的机电材料失效的主要原因,约有70%~80%的设备损坏是由于各种形式的磨损而引起的。磨损失效不仅造成大量的材料和部件浪费,而且可能直接导致灾难性后果,如机毁人亡等。本文主要讲解材料磨损失效。

2.我国材料磨损失效的研究进展及分类

(1)耐磨材料的生产品种日趋完善和标准化,生产工艺不断改进目前,高锰钢,低合金钢,抗磨白口铸铁,高、中、低铬合金铸铁,贝氏体、马氏体球铁等耐磨材料都得到了成功的应用。特别是国内研制成功了一些符合国情的耐磨材料及产品。其中,用量较大的磨球等产品已相应制定了建材、冶金、电力部门的专业标准以及国家标准。

(2)研究耐磨材料的规模和数量大大增加，据初步统计,我国研究磨损和耐磨材料的机构和生产企业已有好几百家,耐磨易损件的总产量每年可达几百万吨。其中,有的生产企业年产量已超过四万多吨,产值在2亿元以上。所以,耐磨材料行业已在工业中占有相当的比重。

(3)耐磨材料新技术、新工艺和新产品正在不断开发和应用。近年来,已从国外引进和自制了几条生产线并采用了一些先进的设备,一些传统工艺正在逐步被更换和改变。例如,宁国耐磨材料总厂从日本新东公司引进的VRH法铸钢生产线;马鞍山东友集团与东洋铁球公司合资引进的金属模磨球生产线。这种金属模磨球生产线也已在我国自行研制成功并在江西东乡铜矿得到成功应用。这使耐磨产品的生产效率大大提高,质量更加稳定并为我国的耐磨材料产品走向国外市场打下了基础。

（4）失效分类从技术角度可按失效机制、失效零件类型、引起失效的工艺环节等分类。从质量管理和可靠性工程角度可按产品使用过程分类。早期失效率高的原因是产品中存在不合格的部件；晚期失效率高的原因是产品部件经长期使用后进入失效期。机械产品中的磨合、电子元器件的老化筛选等就是根据这种失效规律而制定的保证可靠性的措施。失效按其工程含义分为暂失效和永久失效、突然失效和渐变失效，按经济观点分为正常损耗失效、本质缺陷失效、误用失效和超负荷失效。产品的种类和状态繁多，失效的形式也千差万别。因此对失效分析难以规定统一的模式。失效分析可分为整机失效分析和零部件残骸失效分析，也可按产品发展阶段、失效场合、分析目的进行失效分析。失效分析的工作程序通常分为明确要求，调查研究，分析失效机制和提出对策等阶段。失效分析的核心是失效机制的分析和揭示。失效机制是导致零件、元器件和材料失效的物理或化学过程。此过程的诱发因素有内部的和外部的。在研究失效机制时，通常先从外部诱发因素和失效表现形式入手，进而再研究较隐蔽的内在因素。在研究批量性失效规律时，常用数理统计方法，构成表示失效机制、失效方式或失效部位与失效频度、失效百分比或失效经济损失之间关系的排列图或帕雷托图，以找出必须首先解决的主要失效机制、方位和部位。任一产品或系统的构成都是有层次的，失效原因也具有层次性，如系统－单机－部件（组件）－零件（元件）－材料。上一层次的失效原因即是下一层次的失效现象。越是低层次的失效现象，就越是本质的失效原因。

3.磨损失效的模式以及原因磨损一般有四种模式：一是磨粒磨损失效，它是指由外界硬颗粒或偶件表面的硬突起物在摩擦过程中引起的摩擦表面材料脱落或塑性变形所导致的失效。二是粘着磨损失效，它是指在摩擦过程中,摩擦副材料表面之间由于发生了粘着剪切效应,使摩擦表面材料发生脱落或向对偶表面转移而导致的失效。三是疲劳磨损失效，它是指摩擦副表面在循环变化的接触应力作用下,由于材料疲劳剥落形成凹坑而导致的失效。四是腐蚀磨损失效，它是指在摩擦过程中,摩擦副材料与周围介质发生了化学或电化学相互作用,这