機械工程材料沈蓮01章機械零件的失效分析-資料下載頁

　　

【正文】 AND INFORMATION ENGINEERING 電氣信息工程學院 機械工程材料 2. 微動磨損 在機器的嵌合部位（緊配合處），如嵌合連接的鍵、銷，汽輪機葉片的葉根部位，軸套與軸的配合處，雖然配合面之間沒有明顯的相對位移，但在外部交變載荷作用和振動的影響下產(chǎn)生微小的相對滑動，此時配合表面產(chǎn)生大量褐 /黑色的粉末狀磨損產(chǎn)物，稱為微動磨損。 微動磨損的磨損產(chǎn)物不易排出，故兼有氧化磨損、磨粒磨損和粘著磨損的作用，在微動磨損區(qū)形成一定深度的磨痕蝕坑，引起應力集中，導致疲勞破壞。 1）現(xiàn)象和原因 SCHOOL OF ELECTRONICAL AND INFORMATION ENGINEERING 電氣信息工程學院 機械工程材料 緊配合軸微動磨損的發(fā)生 SCHOOL OF ELECTRONICAL AND INFORMATION ENGINEERING 電氣信息工程學院 機械工程材料 提高零件嵌合處表面硬度 3）防止措施 采用襯墊 減小應力集中 SCHOOL OF ELECTRONICAL AND INFORMATION ENGINEERING 電氣信息工程學院 機械工程材料 四、接觸疲勞 1. 現(xiàn)象 兩零件接觸面作滾動或滾動加滑動摩擦時，在接觸應力和交變應力長期聯(lián)合作用下，引起的表面疲勞剝落破壞現(xiàn)象。表現(xiàn)為在接觸表面出現(xiàn)許多針狀或痘狀的凹坑，稱為麻點。如齒輪、滾動軸承。 SCHOOL OF ELECTRONICAL AND INFORMATION ENGINEERING 電氣信息工程學院 機械工程材料 SCHOOL OF ELECTRONICAL AND INFORMATION ENGINEERING 電氣信息工程學院 機械工程材料 SCHOOL OF ELECTRONICAL AND INFORMATION ENGINEERING 電氣信息工程學院 機械工程材料 2. 形成機理 裂紋形成 → 擴展 → 剝落 3. 防止措施 ⑴提高零件表面硬度 ⑵提高材料的純凈度 ⑶提高零件的心部強度和硬度，增加硬化層深度，細化硬化層組織。 ⑷ 減小零件表面粗糙度值，以減小摩擦力。 ⑸提高潤滑油的粘度。 SCHOOL OF ELECTRONICAL AND INFORMATION ENGINEERING 電氣信息工程學院 機械工程材料 第五節(jié) 零件在高溫下的蠕變變形 和斷裂 1）金屬材料的強度（屈服強度和抗拉強度）隨溫度升高而降低。 高溫對金屬材料力學性能的影響 2）高溫下金屬材料的強度隨加載時間的延長而降低。 如 20鋼在 450℃ 的 短時抗拉強度為 330MPa；若試樣承受 230MPa的應力，在該溫度下能持續(xù)工作 300h左右，將應力降至 120MPa，持續(xù) 10000h還會發(fā)生斷裂。 SCHOOL OF ELECTRONICAL AND INFORMATION ENGINEERING 電氣信息工程學院 機械工程材料 高溫蠕變現(xiàn)象 蠕變抗力指標 高溫蠕變的防止 由此可見，對于材料的高溫力學性能不能簡單地用室溫下短時拉伸應力 應變曲線來評定，還需加入溫度和時間兩個因素，研究溫度、應力、應變與時間的關(guān)系，建立評定材料高溫力學性能的指標 —— 蠕變極限和持久強度。 SCHOOL OF ELECTRONICAL AND INFORMATION ENGINEERING 電氣信息工程學院 機械工程材料 一、高溫蠕變現(xiàn)象 1. 現(xiàn)象 即使應力小于屈服強度，但在長時間的恒溫、恒應力作用下，零件也會緩慢地產(chǎn)生塑性變形的現(xiàn)象。 不同材料出現(xiàn)蠕變現(xiàn)象的溫度是不同的。金屬材料只有當溫度超過 ~、陶瓷材料只有當溫度超過 ~（ Tm為材料的熔點，以 K為單位）時才會出現(xiàn)較明顯的蠕變現(xiàn)象。 高分子材料、鉛、錫在室溫就產(chǎn)生蠕變現(xiàn)象；碳鋼當溫度超過 300~350℃ 、合金鋼當溫度超過350~400℃ 時才出現(xiàn)蠕變現(xiàn)象；而高溫陶瓷材料在1100℃ 也不會發(fā)生明顯的蠕變現(xiàn)象。 SCHOOL OF ELECTRONICAL AND INFORMATION ENGINEERING 電氣信息工程學院 機械工程材料 圖示為內(nèi)燃機汽缸蓋螺栓發(fā)生的蠕變現(xiàn)象和蠕變斷裂。 零件因蠕變變形而引起的斷裂稱為蠕變斷裂。 SCHOOL OF ELECTRONICAL AND INFORMATION ENGINEERING 電氣信息工程學院 機械工程材料 2. 蠕變曲線 1）典型的蠕變曲線 減速蠕變 恒速蠕變 加速蠕變 分三階段： 典型的蠕變曲線 SCHOOL OF ELECTRONICAL AND INFORMATION ENGINEERING 電氣信息工程學院 機械工程材料 2）應力和溫度對蠕變曲線的影響 應力和溫度對蠕變曲線的影響 (a) 恒定溫度下改變應力 (b) 恒定應力下改變溫度 SCHOOL OF ELECTRONICAL AND INFORMATION ENGINEERING 電氣信息工程學院 機械工程材料 —— 高溫長期載荷作用下，材料對蠕變變形的抵抗能力。 二、蠕變抗力指標 1. 蠕變極限 —— 給定溫度 T 下，使試樣產(chǎn)生規(guī)定蠕變速率 的應力值。 T??g —— 給定溫度 T 下，規(guī)定時間 t 內(nèi)使試樣產(chǎn)生規(guī)定蠕變變形量 的應力值。 Tt?? ?—— 高溫長期載荷作用下，材料對蠕變斷裂的抵抗能力。 2. 持久強度 —— 給定溫度 T 下，規(guī)定時間 t 內(nèi)使試樣產(chǎn)生蠕變斷裂的應力值。 Tt? SCHOOL OF ELECTRONICAL AND INFORMATION ENGINEERING 電氣信息工程學院 機械工程材料 三、高溫蠕變的防止 1. 正確選材 在高溫合金和耐熱鋼表面鍍硬鉻、熱噴涂鋁、陶瓷材料以提高抗氧化性、耐腐蝕性和耐磨性。 2. 表面處理 陶瓷的高溫蠕變抗力最大 高溫合金次之 耐熱鋼再次之 SCHOOL OF ELECTRONICAL AND INFORMATION ENGINEERING 電氣信息工程學院 機械工程材料 1 本章作業(yè)： 2 4 SCHOOL OF ELECTRONICAL AND INFORMATION ENGINEERING 電氣信息工程學院 機械工程材料 演講完畢，謝謝觀看！