畢業(yè)設計（論文）機電設備維修與管理技術

1、畢業(yè)設計論文題 目機電設備維修與管理技術專業(yè)名稱機電設備維修與管理學生姓名指導教師畢業(yè)時間2011年7月設計論文 畢業(yè) 任務書一、題目機電設備維修與管理技術 二、指導思想和目的要求 指導思想：工業(yè)生產(chǎn)用的各種機電設備的狀況如何，不僅反映企業(yè)維修技術水平的高低，而且是企業(yè)管理水平的標志，保持現(xiàn)場機電設備經(jīng)常處于良好的狀態(tài)，提高設備利用率，延長使用壽命，是企業(yè)提高經(jīng)濟效益的需要。目的要求：了解機電設備常見故障，當遇到設備突發(fā)故障時，能夠迅速排除故障，保障機械設備的運行。學生：劉德帥 指導教師：曹龍斌 系主任：韓全力目 錄摘 要i第1章 緒論11.1設備維修技術的發(fā)展概況和發(fā)展趨勢11.2機電設備維

2、修課程的性質(zhì)和任務1第2章 機電設備常見故障及維修方案22.1設備維修體系22.2機械零件的失效形式及其對策22.3設備維修前的準備工作3第3章 設備日常管理43.1設備的使用與維護43.2設備的點檢制度43.3設備的故障管理4第4章 結論4致 謝6參考文獻7附 錄8摘 要 維修為機電設備在施工中有條不紊地高效工作做出了重要的前期保障，在機電設備的使用中要對機電設備中出現(xiàn)的故障驚醒深入分析。迅速排除故障，保障機械設備的運行。分析了機電設備維修中常見的故障對如何進行維修提出了一些建議。 隨著我國社會主義市場經(jīng)濟的建立和深入，整個工業(yè)生產(chǎn)對機電設備的要求和依賴程度越來越高。機電設備對工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)

3、率、質(zhì)量、成本、安全、環(huán)保等，在一定意義上有決定性作用。工業(yè)生產(chǎn)用的各種機電設備的狀況如何，不僅反映企業(yè)維修技術水平的高低，而且是企業(yè)管理水平的標志。 生產(chǎn)設備在使用中會磨損，需要修理和更換零件；對一些突發(fā)性的故障和事故，需要組織搶修。機電設備維修技術就是以機電設備為對象，研究和探討其拆卸與裝配、失效零件修復、故障消除方法以及響應技術 機電設備是構成施工生產(chǎn)的重要因素，機電設備在使用過程中，由于材料、工藝、環(huán)境條件和人為因素的影響，其零部件回逐漸地被磨損、變形、斷裂、蝕損等，隨著零部件的磨損程度的逐漸增大，設備的技術狀態(tài)將會產(chǎn)生劣化，不可避免的將出現(xiàn)各種各樣的故障，設備的功能和精度降低，甚至整

4、機喪失使用價值。保持現(xiàn)場機電設備經(jīng)常處于良好的狀態(tài)，提高設備利用率，延長使用壽命，是企業(yè)提高經(jīng)濟效益的需要 關鍵詞：機電設備、設備維修與檢測、日常管理、點檢制度。第1章 緒論第1節(jié) 設備維修技術的發(fā)展概況和發(fā)展趨勢 機器的維護與修理和機器本身應該是結伴產(chǎn)生的，但其發(fā)展并不平衡，設備管理與有計劃的預防性維修是最近幾十年才發(fā)展起來的。越是工業(yè)發(fā)達的國家，設備管理與維修工作發(fā)展得越迅速，投入的人力、物力、財力也越多。1、 我國設備維修技術的發(fā)展概況我國設備維修工作是在新中國成立后迅速建立、發(fā)展起來的。黨和國家對設備維修與改造工作很重視。20世紀50年代開始嘗試推行“計劃預修制”。隨著國民經(jīng)濟第一個五

5、年計劃的執(zhí)行，各企業(yè)陸續(xù)建立了設備管理組織機構，1954年全面推行設備管理周期結構和修理間隔期、修理復雜系數(shù)等一套定額標準。1961年國務院頒布國營工業(yè)企業(yè)工作條例(試行)(即工業(yè)七十條)，逐步建立了以崗位責任制為中心的包括設備維修保養(yǎng)制度在內(nèi)的各項管理制度。1963年機械工業(yè)出版社開始組織編寫資料性、實用性很強的機修手冊，使設備維修技術向標準化、規(guī)范化方向邁進了一大步。 在設備維修實踐中，計劃預修制”不斷有所改革，如按照設備的實際運轉臺數(shù)和實際的磨損情況編制預修計劃：不拘束于大修、項修、小修的典型工作內(nèi)容，針對設備存在的問題，采取針對性修理。一些企業(yè)還結合修理對設備進行改裝，提高設備的精度、

6、效率、可靠性、維修性等。這些已經(jīng)沖破了原有計劃預修制”的束縛。與此同時，相繼成立了中國機械工程學會及各級學術組織，開展了多方面的學術和技術交流活動，推動了我國設備維修與改造工作。群眾性的技術革新活動，也給設備維修與改造增添了異彩。這一時期，我國工業(yè)企業(yè)的設備修理結構有兩種形式：一是專業(yè)廠維修；二是企業(yè)自修。 20世紀70年代末，實行改革開放，加強了國際交往，國際交流不斷，取得了可喜的成績。采取走出去、請進來等方法，學習、借鑒英國的“設備綜合工程學”和日本的“全員生產(chǎn)維修(tpm)”，揭開了多向綜合引進國外先進技術的序幕，并恢復全國設備維修學會活動，創(chuàng)辦設備維修雜志，原國家經(jīng)委增設設備管理辦公室

7、，1982年成立中國設備管理協(xié)會，1984年在西北工業(yè)大學籌建中國設備管理培訓中心。1987年國務院頒布全民所有制工業(yè)交通企業(yè)設備管理條例。國內(nèi)企業(yè)普遍實行“三保大修制”，一些企業(yè)結合自己的情況學習和試行“全員生產(chǎn)維修”，初步形成一個適合我國國情的設備管理與維修體制設備綜合管理體制，使我國設備維修工作進一步完善并走向正軌。 20世紀90年代，隨著微電子技術、機電一體化等技術的不斷成熟，特別是我國工業(yè)化水平的迅速提高，以技術改造和修理相結合的設備維修工作迅速發(fā)展。這一時期，在設備維修制度上，普遍推行狀態(tài)維修、定期維修和事后維修等3種維修方式，以定期維修為主、向定期維修和狀態(tài)維修并重的方向發(fā)展(事

8、后維修仍然存在)。在修理類別上，大修、項修、小修3種類別已具有一定的代表性和普及性。進入21世紀后，隨著改革開放的不斷深入，我國的社會主義市場經(jīng)濟不斷完善，國外制造企業(yè)不斷遷入我國，計算機技術、信號處理技術、測試技術、表面工程技術等不斷應用于設備維修技術，改善性維修、無維修設計等得到迅猛發(fā)展。隨著設備的技術進步，企業(yè)的設備操作人員不斷減少，而維修人員則不斷增加(圖1-2)。另一方面，操作的技術含量不斷降低，而維修的技術含量卻在逐年上升（圖1-3）?，F(xiàn)今的維修人員遇到的多是機電一體化，集光電技術、氣動技術、激光技術和計算機技術為一體的復雜設備。當代的設備維修已經(jīng)不是傳統(tǒng)意義上的維修工所能勝任的工

9、作。當前，我們面臨的任務是大力抓好人才的開發(fā)和培養(yǎng)，通過高等院校培養(yǎng)和對在職人員進行補充更新知識的繼續(xù)教育，盡快造就成一批具有現(xiàn)代維修管理知識和技術的維修專業(yè)人員。圖12 設備操作人員與維修 圖13 設備維修人員和操作人員的比例關系 人員與技術含量的關系2、 設備維修技術的發(fā)展趨勢 現(xiàn)代科學技術和社會經(jīng)濟相互滲透、相互促進、相互結合，機電設備越來越機電一體化、高速化、微電子化，這使機電設備的操作越來越容易，而機電設備故障的診斷和維修則變得困難。而且，機電設備一旦發(fā)生故障，尤其是連續(xù)化生產(chǎn)設備，往往會導致整套設備停機，從而造成一定的經(jīng)濟損失，如果危及到安全和環(huán)境，還會造成嚴重的社會影響。隨著社會

10、經(jīng)濟的迅速發(fā)展，生產(chǎn)規(guī)模的日益擴大，先進的生產(chǎn)方式的出現(xiàn)和采用，機電設備維修技術不斷得到人們的重視和關注。設備維修技術的發(fā)展必然朝著以計算機技術、信號處理技術、測試技術、表面工程技術等現(xiàn)代技術為依托，以現(xiàn)代設備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術為先導，以機電一體化為背景，以滿足現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)日益提高的要求為目標，以不斷完善的維修技術為手段的方向迅猛地發(fā)展。第2節(jié) 機電設備維修課程的性質(zhì)和任務 機電設備維修課程既是機電一體化專業(yè)的主要專業(yè)課程之一，又是機電工程類專業(yè)的重要專業(yè)課程之一。 通過本課程的學習，學生應達到以下基本要求： 1)掌握機電設備維修的基礎理論與基本知識。 2)熟悉機電設備的解體，設備零件的

11、拆卸、清洗、技術鑒定方法；掌握軸與軸承、齒輪、蝸輪蝸桿以及過盈配合件的裝配方法。 3)熟悉機械零件各種修復技術；具有分析、選擇和應用機械零件復技術的基本能力。 4)熟悉常用研、檢具和維修電工工具的選用；掌握機電設備幾何精度的檢驗方法、裝配質(zhì)量的檢驗和機床試驗方法、機床大修質(zhì)量檢驗通用技術要求。 5)掌握螺紋聯(lián)接件、軸與軸承、絲杠螺母副、殼體零件、曲軸連桿機構、分度蝸輪副、齒輪、過盈配合件等典型零部件的修理、裝配和調(diào)試方法；基本掌握常見電氣設備故障處理和維修技術。6) 熟悉普通機床、數(shù)控機床、機電一體化設備等典型機電設備的修理技術，常見故障分析及其排除方法。第二章第一節(jié) 設備維修體系一、設備的劣

12、化及補償 機械設備在使用或者閑置過程中逐漸喪失其原有性能，或者與同類新型設備相比較性能較差，顯得舊式化的現(xiàn)象稱為設備的劣化。 設備的劣化可分為使用劣化，自然劣化和災害劣化。使用劣化是指設備在使用過程中，由于磨損和腐蝕所造成的耗損、沖擊、疲勞和蠕變等所造成的損壞和變形，原材料的附著和塵埃的污染之類現(xiàn)象，使設備失去其原有的性能。自然劣化是指設備在進廠之后不管使用與否，隨著時間的流逝，或者受大氣的影響而使材料老朽化，或者遭受意外的災害而加快這種老朽化的速度的現(xiàn)象。災害劣化是指由于自然災害，如暴風、水浸、地震、雷擊、爆炸等使設備遭受破壞或設備性能下降的現(xiàn)象。 設備劣化還可分為絕對劣化和相對劣化。絕對劣

13、化就是設備的老朽化，即隨著時間的流逝，設備逐漸損耗，逐漸老朽直至需要報廢。相對劣化是指原有的設備和新型設備相比較，性能低、質(zhì)量差，因而顯得舊式化的現(xiàn)象。 設備劣化導致設備技術性能下降，或者與新型設備相比，原有設備的技術性能較差，這一類劣化又稱之為技術性劣化。如果從設備的經(jīng)濟價值來看待，隨著時間的流逝，其價值也在減少，這又稱之為經(jīng)濟性劣化。 設備的劣化使設備的性能下降，故障增多，維修費用增加，其所生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量減少，質(zhì)量下降，成本增高并且不能保證按期交貨，職工的安全感和情緒下降等，造成各種損失。 對設備劣化的補償方法有兩種：一是用新設備來替換已經(jīng)劣化或損耗的舊設備，即進行設備更新；二是在使用過程

14、中通過檢修進行局部性的補償。由于設備零部件的使用壽命是長短不齊的，因此用檢修方法進行局部性的補償，具有重要的經(jīng)濟意義。 圖1-1為設備劣化的周期圖。從圖中可以看出，設備由建設期進入投產(chǎn)期，其性能逐漸達到設計水平，進人穩(wěn)定生產(chǎn)期。如再經(jīng)過革新改造，設備性能得到進一步提高，進入正常生產(chǎn)期。在使用中設備逐漸劣化，每經(jīng)過一次修理，恢復一定的性能，但設備性能仍呈下降的趨勢。這時，如果進行改造，設備性能就可能向新一代的設備靠近。當設備性能急劇劣化，再修理得不償失時，就應當進行更新。圖l-1 設備劣化周期圖二、設備維修體系的三大側面 隨著設備技術的飛速發(fā)展，先進的設備需要先進的維修技術，更需要先進的管理模式

15、。當代設備維修涉及工種廣泛，設備管理成為一門邊緣的、綜合的、系統(tǒng)的學科。按照設備綜合工程學的觀點，設備維修具有三大側面，既技術側面、經(jīng)濟側面和經(jīng)營側面。技術側面包括日常保養(yǎng)技術(潤滑、清潔、緊固和調(diào)整)、設備診斷技術、修理技術以及設備的更新與改遁等；經(jīng)濟側面包括維修的經(jīng)濟性評價、維修費用和劣化損失、固定資產(chǎn)的轉移和折舊等；經(jīng)營側面包括維修的方針和目標、維修組織和人員、維修管理體系等。 設備維修的三個側面之間有著密切的關系，技術側面是以設備硬件為對象，從“物”的角度控制維修活動；經(jīng)濟側面是對設備進行的經(jīng)濟價值的考核，是從“錢”的角度控制維修活動；經(jīng)營側面是從經(jīng)營管理等軟件的措施方面控制維修活動，

16、即從“人”的角度控制維修活動。三大側面構成了一個完整的設備維修體系，缺一不可。第二節(jié) 機械零件的失效形式及其對策 機器失去正常工作能力的現(xiàn)象稱為故障。在設備使用過程中，機械零件由于設計、材料、工藝及裝配等各種原因，喪失規(guī)定的功能，無法繼續(xù)工作的現(xiàn)象稱為失效。當機械設備的關鍵零部件失效時，就意味著設備處于故障狀態(tài)。機器發(fā)生故障后，其經(jīng)濟技術指標部分或全部下降而達不到預定要求，如功率下降、精度降低、加工表面粗糙度達不到預定等級或發(fā)生強烈振動、出現(xiàn)不正常的聲響等。機電設備的故障分為自然故障和事故性故障兩類。自然故障是指機器各部分零件的正常磨損或物理、化學變化造成零件的變形、斷裂、蝕損等，使機器零件失

17、效所引起的故障。事故性故障是指因維護和調(diào)整不當，違反操作規(guī)程或使用了質(zhì)量不合格的零件和材料等造成的故障，這種故障是人為造成的，可以避免。 機器的故障和機械零件的失效密不可分。機械設備類型很多，其運行工況和環(huán)境條件差異很大。機械零件失效模式也很多，主要有磨損、變形、斷裂、蝕損等四種普通的、有代表性的失效模式。 一、機械零件的磨損及其對策 相接觸的物體相互移動時發(fā)生阻力的現(xiàn)象稱為摩擦。相對運動的零件的摩擦表面發(fā)生尺寸、形狀和表面質(zhì)量變化的現(xiàn)象稱為磨損。摩擦是不可避免的自然現(xiàn)象；磨損是摩擦的必然結果，兩者均發(fā)生于材料表面。摩擦與磨損相伴產(chǎn)生，造成機械零件的失效。當機械零件配合面產(chǎn)生的磨損超過一定限度

18、時，會引起配合性質(zhì)的改變，使間隙加大、潤滑條件變壞。產(chǎn)生沖擊，磨損就會變得越來越嚴重，在這種情況下極易發(fā)生事故。一般機械設備中約有80的零件因磨損而失效報廢。據(jù)估計，世界上的能源消耗約有3050是由于摩擦和磨損造成的。 摩擦和磨損涉及的科學技術領域甚廣，特別是磨損，它是一種微觀和動態(tài)的過程，在這一過程中，機械零件不僅會發(fā)生外形和尺寸的變化，而且會出現(xiàn)其他各種物理、化學和機械現(xiàn)象。零件的工作條件是影響磨損的基本因素。這些條件主要包括：運動速度、相對壓力、潤滑與防護情況、溫度、材料、表面質(zhì)量和配合間隙等。 以摩擦副為主要零件的機械設備，在正常運轉時，機械零件的磨損過程一般可分為磨合(跑合)階段、穩(wěn)

19、定磨損階段和劇烈磨損階段，如圖1-4所示。圖1-4 機械磨損過程(1)磨合階段 新的摩擦副表面具有一定的表面粗糙度，實際接觸面積小。開始磨合時，在一定載荷作用下，表面逐漸磨平，磨損速度較大，如圖中的oa線段。隨著磨合的進行，實際接觸面積逐漸增大，磨損速度減緩。在機械設備正式投入運行前，認真進行磨合是十分重要的。 (2)穩(wěn)定磨損階段經(jīng)過磨合階段，摩擦副表面發(fā)生加工硬化，微觀幾何形狀改變，建立了彈性接觸條件。這一階段磨損趨于穩(wěn)定、緩慢，ab線段的斜率就是磨損速度；b點對應的橫坐標時間就是零件的耐磨壽命。 (3)劇烈磨損階段經(jīng)過b點以后，由于摩擦條件發(fā)生較大的變化，如溫度快速升高、金屬組織發(fā)生變化、

20、沖擊增大、磨損速度急劇增加、機械效率下降、精度降低等，從而導致零件失效，機械設備無法正常運轉。 通常將機械零件的磨損分為粘著磨損、磨料磨損、疲勞磨損、腐蝕磨損和微動磨損五種類型。 (一)粘著磨損 粘著磨損又稱為粘附磨損，是指當構成摩擦副的兩個摩擦表面相互接觸并發(fā)生相對運動時，由于粘著作用，接觸表面的材料從一個表面轉移到另一個表面所引起的磨損。 根據(jù)零件摩擦表面的破壞程度，粘著磨損可分為輕微磨損、涂抹、擦傷、撕脫和咬死等五類。1粘著磨損機理 擦副的表面即使是拋光得很好的光潔表面，但實際上也還是高低不平的。因此，兩個金屬零件表面的接觸，實際上是微凸體之間的接觸，實際接觸面積很小，僅為理論接觸面的1

21、1。所以即使在載荷不大時，單位面積的接觸應力也很大，如果當這一接觸應力大到足以使微凸體發(fā)生塑性變形，并且接觸處很干凈，那么這兩個零件的金屬面將直接接觸而產(chǎn)生粘著。當摩擦表面發(fā)生相對滑動時，粘著點在切應力作用下變形甚至斷裂，造成接觸表面的損傷破壞。這時，如果粘著點的粘著力足夠大，并超過摩擦接觸點兩種材料之一的強度，則材料便會從該表面上被扯下，使材料從一個表面轉移到另一個表面。通常這種材料的轉移是由較軟的表面轉移到較硬的表面上。在載荷和相對運動作用下，兩接觸點間重復產(chǎn)生“粘著一剪斷一再粘著”的循環(huán)過程，使摩擦表面溫度顯著升高，油膜破壞，嚴重時表層金屬局部軟化或熔化，接觸點產(chǎn)生進一步粘著。 在金屬零

22、件的摩擦中，粘著磨損是劇烈的，常常會導致摩擦副災難性破壞，應加以避免。但是，在非金屬零件或金屬零件和聚合物件構成的摩擦副中，摩擦時聚合物會轉移到金屬表面上形成單分子層，憑借聚合物的潤滑特性，可以提高耐磨性，此時粘著磨損則起到有益的作用。 2減少或消除粘著磨損的對策摩擦表面產(chǎn)生粘著是粘著磨損的前提，因此，減少或消除粘著磨損的對策就有兩方面。 (1)控制摩擦表面的狀態(tài)摩擦表面的狀態(tài)主要是指表面自然潔凈程度和微觀粗糙度。摩擦表面越潔凈，越光滑，越可能發(fā)生表面的粘著。因此，應當盡可能使摩擦表面有吸附物質(zhì)、氧化物層和潤滑劑。例如，潤滑油中加入油性添加劑，能有效地防止金屬表面產(chǎn)生粘著磨損；而大氣中的氧通常

23、會在金屬表面形成一層保護性氧化膜，能防止金屬直接接觸和發(fā)生粘著，有利于減少摩擦和磨損。 (2)控制摩擦表面材料的成分和金相組織材料成分和金相組織相近的兩種金屬材料之間最容易發(fā)生粘著磨損。這是因為兩個摩擦表面的材料形成固溶體的傾向強烈，因此，構成摩擦副的材料應當是形成固溶體傾向最小的兩種材料，即應當選用不同材料成分和晶體結構的材料。此外，金屬間化合物具有良好的抗粘著磨損性能，因此也可選用易于在摩擦表面形成金屬問化合物的材料。如果這兩個要求都不能滿足，則通常在摩擦表面覆蓋能有效抵抗粘著磨損的材料，如鉛、錫、銀等軟金屬或合金。 (二)磨料磨損 磨料磨損也稱為磨粒磨損，它是當摩擦副的接觸表面之間存在著

24、硬質(zhì)顆粒，或者當摩擦副材料一方的硬度比另一方的硬度大得多時，所產(chǎn)生的一種類似金屬切削過程的磨損。它是機械磨損的一種，特征是在接觸面上有明顯的切削痕跡。在各類磨損中，磨料磨損約占50是十分常見且危害性最嚴重的一種磨損，其磨損速率和磨損強度都很大，致使機械設備的使用壽命大大降低，能源和材料大量消耗。 根據(jù)摩擦表面所受的應力和沖擊的不同，、磨料磨損的形式可分為鏨削式、高應力碾碎式和低應力擦傷式三類。 1磨料磨損機理 磨料磨損的機理屬于磨料顆粒的機械作用，磨料的來源有外界砂塵、切屑侵人、流體帶人、表面磨損產(chǎn)物、材料組織的表面硬點及夾雜物等。 目前，關于磨料磨損機理有四種假說：(1)微量切削認為磨料磨損

25、主要是由于磨料顆粒沿摩擦表面進行微量切削而引起的，微量切屑大多數(shù)呈螺旋狀、彎曲狀或環(huán)狀，與金屬切削加工的切屑形狀類似。(2)壓痕破壞認為塑性較大的材料，因磨料在載荷的作用下壓人材料表面而產(chǎn)生壓痕，并從表層上擠出剝落物。 (3)疲勞破壞認為磨料磨損是磨料使金屬表面層受交變應力而變形，使材料表面疲勞破壞，并呈小顆粒狀態(tài)從表層脫落下來。 (4)斷裂認為磨料壓入和擦劃金屬表面時，壓痕處的金屬要產(chǎn)生變形，磨料壓人深度達到臨界值時，伴隨壓人而產(chǎn)生的拉伸應力足以產(chǎn)生裂紋。在擦劃過程中，產(chǎn)生的裂紋有兩種主要類型：一種是垂直于表面的中間裂紋；另一種是從壓痕底部向表面擴展的橫向裂紋。當橫向裂紋相交或擴展到表面時，

26、便發(fā)生材料呈微粒狀脫落形成磨屑的現(xiàn)象。 2減少或消除磨料磨損的對策 磨料磨損是由磨料顆粒與摩擦表面的機械作用而引起的，因而，減少或消除磨料磨損的對策也有兩方面。 (1)磨料方面磨料磨損與磨料的相對硬度、形狀、大小(粒度)有密切的關系。磨料的硬度相對于摩擦表面材料硬度越大，磨損越嚴重；呈棱角狀的磨料比圓滑狀的磨料的擠切能力強，磨損率高。實踐與實驗表明，在一定粒度范圍內(nèi)，摩擦表面的磨損量隨磨粒尺寸的增大而按比例較快地增加，但當磨料粒度達到一定尺寸(稱為臨界尺寸)后，磨損量基本保持不變。這是因為磨料本身的缺陷和裂紋隨著磨料尺寸增大而增多，導致磨料的強度降低，易于斷裂破碎。 (2)摩擦表面材料方面 摩

27、擦表面材料的顯微組織、力學性能(如硬度、斷裂韌度、彈性模量等)與磨料磨損有很大關系。在一定范圍內(nèi)，硬度越高，材料越耐磨，因為硬度反映了被磨損表面抵抗磨料壓力的能力。斷裂韌度反映材料對裂紋的產(chǎn)生和擴散的敏感性，對材料的磨損特性也有重要的影響。因此必須綜合考慮硬度和斷裂韌度的取值，只有兩者配合合理時，材料的耐磨性才最佳。彈性模量的大小，反映被磨材料是否能以彈性變形的方式去適應磨料、允許磨料通過，而不發(fā)生塑性變形或切削作用，避免或減少表面材料的磨損。 (三)疲勞磨損 疲勞磨損是摩擦表面材料微觀體積受循環(huán)接觸應力作用產(chǎn)生重復變形，導致產(chǎn)生裂紋和分離出微片或顆粒的一種磨損。 疲勞磨損根據(jù)其危害程度可分為

28、非擴展性疲勞磨損和擴展性疲勞磨損兩類。 1疲勞磨損機理 疲勞磨損的過程就是裂紋產(chǎn)生和擴展的破壞過程。根據(jù)裂紋產(chǎn)生的位置，疲勞磨損的機理有兩種情況： (1)滾動接觸疲勞磨損 在滾動接觸過程中，材料表層受到周期性載荷作用，引起塑性變形、表面硬化，最后在表面出現(xiàn)初始裂紋，并沿與滾動方向呈小于45。的傾角方向由表向里擴展。表面上的潤滑油由于毛細管的吸附作用而進入裂紋內(nèi)表面，當滾動體接觸到裂1：3處時將把裂口封住，使裂紋兩側內(nèi)壁承受很大的擠壓作用，加速裂紋向內(nèi)擴展。在載荷的繼續(xù)作用下，形成麻點狀剝落，在表面上留下痘斑狀凹坑，深度在0102mm以下。 (2)滾滑接觸疲勞磨損 根據(jù)彈性力學，兩滾動接觸物體在

29、表面下0786b(b為平面接觸區(qū)的半寬度)處切應力最大。該處塑性變形最劇烈，在周期性載荷作用下的反復變形使材料局部弱化，并在該處首先出現(xiàn)裂紋，在滑動摩擦力引起的切應力和法向載荷引起的切應力疊加作用下，使最大切應力從0786b處向表面移動，形成滾滑疲勞磨損，剝落層深度一般為0204mm。 2減少或消除疲勞磨損的對策 疲勞磨損是由于疲勞裂紋的萌生和擴展而產(chǎn)生的，因此，減少或消除疲勞磨損的對策就是控制影響裂紋萌生和擴展的因素，主要有四個方面： (i)材質(zhì)鋼中存在的非金屬夾雜物，易引起應力集中，這些夾雜物的邊緣最易形成裂紋，從而降低材料的接觸疲勞壽命。 材料的組織狀態(tài)對其接觸疲勞壽命有重要影響。通常，

30、晶粒細小、均勻，碳化物成球狀且均勻分布，均有利于提高滾動接觸疲勞壽命。軸承鋼經(jīng)處理后，殘留奧氏體越多，針狀馬氏體越粗大，則表層有益的殘余壓應力和滲碳層強度越低，越容易發(fā)生微裂紋。在未溶解的碳化物狀態(tài)相同的條件下，馬氏體中碳的質(zhì)量分數(shù)在0405左右時，材料的強度和韌性配合較佳，接觸疲勞壽命高。對未溶解的碳化物，通過適當熱處理，使其趨于量少、體小、均布，避免粗大或帶狀碳化物出現(xiàn)，都有利于避免疲勞裂紋的產(chǎn)生。 硬度在一定范圍內(nèi)增加，其接觸疲勞強度將隨之增大。例如，軸承鋼表面硬度為62hrc左右時，其抗疲勞磨損能力最大。對傳動齒輪的齒面，硬度在5862hrc范圍內(nèi)最佳，而當齒面受沖擊載荷時，硬度宜取下

31、限。此外，兩個接觸滾動體表面硬度匹配也很重要。例如，滾動軸承中，滾道和滾動元件的硬度相近，或者滾動元件比滾道硬度高出10為宜。 (2)接觸表面粗糙度試驗表明，適當降低表面粗糙度可有效提高抗疲勞磨損的能力。例如，滾動軸承表面粗糙度由ra040um降低到ra020u m，壽命可提高23倍；由ra020um降低到ra010um，壽命可提高1倍；而降低到ra005um以下，對壽命的提高影響甚小。表面粗糙度要求的高低與表面承受的接觸應力有關，通常接觸應力大，或表面硬度高時，均要求表面粗糙度低。 (3)表面殘余內(nèi)應力 一般來說，表層在一定深度范圍內(nèi)存在有殘余壓應力，不僅可提高彎曲、扭轉疲勞強度，還能提高接

32、觸疲勞強度，減小疲勞磨損。但是，殘余壓應力過大也有害。 (4)其他因素潤滑油的選擇很重要，潤滑油粘度越高越利于改善接觸部分的壓力分布，同時不易滲入表面裂紋中，這對抗疲勞磨損均十分有利；而潤滑油中加入活性氯化物添加劑或是能產(chǎn)生化學反應形成酸類物質(zhì)的添加劑，則會降低軸承的疲勞壽命。機械設備裝配精度影響齒輪齒面的嚙合接觸面的大小，自然也對接觸疲勞壽命有影響。具有腐蝕作用的環(huán)境因素對疲勞往往起有害作用，如潤滑油中的水。 (四)腐蝕磨損 在摩擦過程中，金屬同時與周圍介質(zhì)發(fā)生化學反應或電化學反應，引起金屬表面的腐蝕剝落，這種現(xiàn)象稱為腐蝕磨損。它是與機械磨損、粘著磨損、磨料磨損等相結合時才能形成的一種機械化

33、學磨損。因此，腐蝕磨損的機理與前述三種磨損的機理不同。腐蝕磨損是一種極為復雜的磨損過程，經(jīng)常發(fā)生在高溫或潮濕的環(huán)境下，更容易發(fā)生在有酸、堿、鹽等特殊介質(zhì)的條件下。 按腐蝕介質(zhì)的不同類型，腐蝕磨損可分為氧化磨損和特殊介質(zhì)下的腐蝕磨損兩大類。 1氧化磨損 我們知道，除金、鉑等少數(shù)金屬外，大多數(shù)金屬表面都被氧化膜覆蓋著。若在摩擦過程中，氧化膜被磨掉，摩擦表面與氧化介質(zhì)反應速度很快，立即又形成新的氧化膜，然后又被磨掉，這種氧化膜不斷被磨掉又反復形成的過程，就是氧化磨損。 氧化磨損的產(chǎn)生必須同時具備以下條件：一是摩擦表面要能夠發(fā)生氧化，而且氧化膜生成速度大于其磨損破壞速度；二是氧化膜與摩擦表面的結合強度

34、大于摩擦表面承受的切應力；三是氧化膜厚度大于摩擦表面破壞的深度。 在通常情況下，氧化磨損比其他磨損輕微得多。 減少或消除氧化磨損的對策主要有： (1)控制氧化膜生長的速度與厚度在摩擦過程中，金屬表面形成氧化物的速度要比非摩擦時快得多。在常溫下，金屬表面形成的氧化膜厚度非常小，例如鐵的氧化膜厚度為13mm，銅的氧化膜厚度約為5nm。但是，氧化膜的生成速度隨時間而變化。 (2)控制氧化膜的性質(zhì)金屬表面形成的氧化膜的性質(zhì)對氧化磨損有重要影響。若氧化膜緊密、完整無孔，與金屬表面基體結合牢固，則有利于防止金屬表面氧化；若氧化膜本身性脆，與金屬表面基體結合差，則容易被磨掉。例如鋁的氧化膜是硬脆的，在無摩擦

35、時，其保護作用大，但在摩擦時其保護作用很小。低溫下，鐵的氧化物是緊密的，與基體結合牢固，但在高溫下，隨著厚度增大，內(nèi)應力也增大，將導致膜層開裂、脫落。 (3)控制硬度 當金屬表面氧化膜硬度遠大于與其結合的基體金屬的硬度時，在摩擦過程中，即使在小的載荷作用下，也易破碎和磨損；當兩者相近時，在小載荷、小變形條件下，因兩者變形相近，故氧化膜不易脫落；但若受大載荷作用而產(chǎn)生大變形時，氧化膜也易破碎。最有利的情況是氧化膜硬度和基體硬度都很高，在載荷作用下變形小，氧化膜不易破碎，耐磨性好，例如鍍硬鉻時，其硬度為900hbs左右，鉻的氧化膜硬度也很高，所以鍍硬鉻得到廣泛應用。然而，大多數(shù)金屬氧化物都比原金屬

36、硬而脆，厚度又很小，故對摩擦表面的保護作用很有限。但在不引起氧化膜破裂的工況下，表面的氧化膜層有防止金屬之間粘著的作用，因而有利于抗粘著磨損。 2特殊介質(zhì)下的腐蝕磨損 特殊介質(zhì)下的腐蝕磨損是摩擦副表面金屬材料與酸、堿、鹽等介質(zhì)作用生成的各種化合物，在摩擦過程中不斷被磨掉的磨損過程。其機理與氧化磨損相似，但磨損速度較快。 由于其腐蝕本身可能是化學的或電化學的性質(zhì)，故腐蝕磨損的速度與介質(zhì)的腐蝕性質(zhì)和作用溫度有關，也與相互摩擦的兩個金屬形成的電化學腐蝕的電位差有關。介質(zhì)腐蝕性越強，作用溫度越高，腐蝕磨損速度越快。 減少或消除特殊介質(zhì)下的腐蝕磨損的對策主要有： 1)使摩擦表面受腐蝕時能生成一層結構緊密

37、且與金屬基體結合牢固、阻礙腐蝕繼續(xù)發(fā)生或使腐蝕速度減緩的保護膜，可使腐蝕磨損速度減小。 2)控制機械零件或構件所處的應力狀態(tài)，因為這對腐蝕影響很大。當機械零件受到重復應力作用時，所產(chǎn)生的腐蝕速度比不受應力時快得多。 (五)微動磨損 兩個接觸表面由于受相對低振幅振蕩運動而產(chǎn)生的磨損稱為微動磨損。它產(chǎn)生于相對靜止的接合零件上，因而往往易被忽視。微動磨損的最大特點是：在外界變動載荷作用下，產(chǎn)生振幅很小(小于100m，一般為220m)的相對運動，由此發(fā)生摩擦磨損。例如在鍵聯(lián)接處、過盈配合處、螺栓聯(lián)接處、鉚釘聯(lián)接接頭處等結合上產(chǎn)生的磨損。 微動磨損使配合精度下降，過盈配合部件結合緊度下降甚至松動，聯(lián)接件

38、松動乃至分離，嚴重者會引起事故。微動磨損還易引起應力集中，導致聯(lián)接件疲勞斷裂。 1微動磨損的機理 由于微動磨損集中在局部范圍內(nèi)，同時兩個摩擦表面永遠不脫離接觸，磨損產(chǎn)物不易往外排除，磨屑在摩擦表面起著磨料的作用；又因摩擦表面之間的壓力使表面凸起部分粘著，粘著處被外界小振幅引起的擺動所剪切，剪切處表面又被氧化，所以微動磨損兼有粘著磨損和氧化磨損的作用。 微動磨損是一種兼有磨料磨損、粘著磨損和氧化磨損的復合磨損形式。 2減少或消除微動磨損的對策 實踐與試驗表明，外界條件(如載荷、振幅、溫度、潤滑等)及材質(zhì)對微動磨損影響相當大，因而，減少或消除微動磨損的對策主要有以下幾個方面： (1)載荷 在一定條

39、件下，隨著載荷增大，微動磨損量將增加，但是當超過某臨界載荷之后，微動磨損量將減小。采用超過臨界載荷的緊固方式可有效減少微動磨損。 (2)振幅 當振幅較小時，單位磨損率較??；當振幅超過50150um時，單位磨損率顯著上升。因此，應有效地將振幅控制在30um以內(nèi)。 (3)溫度低碳鋼，在0。以上時，微動磨損量隨溫度上升而逐漸降低；在150。c200。c時，微動磨損量突然降低；繼續(xù)升高溫度，微動磨損量上升；溫度從135。c升高到400。c時，微動磨損量增加15倍。中碳鋼，在其他條件不變、溫度為130。c時，微動磨損量發(fā)生轉折；超過此溫度，微動磨損量大幅度降低。 (4)潤滑 用粘度大、抗剪切強度高的潤滑

40、脂有一定效果，固體潤滑劑(如mos2、pt-fe等)效果更好。而普通的液體潤滑劑對防止微動磨損效果不佳。(5)材質(zhì)性能提高硬度及選擇適當材料配副都可以減小微動磨損。將一般碳鋼表面硬度從180hv提高到700hv時，微動磨損量可降低50。一般來說，抗粘著性能好的材料配副對抗微動磨損也好。采用表面處理(如硫化或磷化處理以及鍍上金屬鍍層)是降低微動磨損的有效措施。二、機械零件的變形及其對策 機械零件或構件在外力的作用下，產(chǎn)生形狀或尺寸變化的現(xiàn)象稱為變形。過量的變形是機械失效的重要類型，也是判斷韌性斷裂的明顯征兆。例如，各類傳動軸的彎曲變形；橋式起重機主梁在變形下?lián)锨蚺で?；汽車大梁的扭曲變形；彈簧?/p>

41、變形等。變形量隨著時間的不斷增加，逐漸改變了產(chǎn)品的初始參數(shù)，當超過允許極限時，將喪失規(guī)定的功能。有的機械零件因變形引起結合零件出現(xiàn)附加載荷、相互關系失?；蚣铀倌p，甚至造成斷裂等災難性后果。 根據(jù)外力去除后變形能否恢復，機械零件或構件的變形可分為彈性變形和塑性變形兩大類。 1彈性變形 金屬零件在作用應力小于材料屈服強度時產(chǎn)生的變形稱為彈性變形。 彈性變形的特點是： 1)當外力去除后，零件變形消除，恢復原狀。 2)材料彈性變形時，應變與應力成正比，其比值稱為彈性模量，它表示材料對彈性變形的阻力。在其他條件相同時，材料的彈性模量越高，由這種材料制成的機械零件或構件的剛度便越高，在受到外力作用時保持

42、其固有的尺寸和形狀的能力就越強。 3)彈性變形量很小，一般不超過材料原長度的011.o。 在金屬零件使用過程中，若產(chǎn)生超量彈性變形(超量彈性變形是指超過設計允許的彈性變形)，則會影響零件正常工作。例如，當傳動軸工作時，超量彈性變形會引起軸上齒輪嚙合狀況惡化，影響齒輪和支承它的滾動軸承的工作壽命；機床導軌或主軸超量彈性變形，會引起加工精度降低甚至不能滿足加工精度。因此，在機械設備運行中，防止超量彈性變形是十分必要的。除了正確設計外，正確使用十分重要，應嚴防超載運行，注意運行溫度規(guī)范，防止熱變形等。 2塑性變形 塑性變形又稱為永久變形，是指機械零件在外加載荷去除后留下來的一部分不可恢復的變形。金屬

43、零件的塑性變形從宏觀形貌特征上看，主要有翹曲變形、體積變形和時效變形三種形式。 (1)翹曲變形 當金屬零件本身受到某種應力(例如機械應力、熱應力或組織應力等)的作用，其實際應力值超過了金屬在該狀態(tài)下的拉伸屈服強度或壓縮屈服強度后，就會產(chǎn)生呈翹曲、橢圓或歪扭的塑性變形。因此，金屬零件產(chǎn)生翹曲變形是它自身受復雜應力綜合作用的結果。翹曲變形常見于細長軸類、薄板狀零件以及薄壁的環(huán)形和套類零件。 (2)體積變形 金屬零件在受熱與冷卻過程中，由于金相組織轉變引起比容變化，導致金屬零件體積脹縮的現(xiàn)象稱為體積變形。例如，鋼件淬火相變時，奧氏體轉變?yōu)轳R氏體或下貝氏體時比容增大，體積膨脹，淬火相變后殘留奧氏體的比

44、容減小，體積收縮。馬氏體形成時的體積變化程度，與淬火相變時馬氏體中的含碳量有關。鋼件中含碳量越多，形成馬氏體時的比容變化越大，膨脹量也越大。此外，鋼中碳化物不均勻分布往往會增大變形程度。 (3)時效變形鋼件熱處理后產(chǎn)生不穩(wěn)定組織，由此引起的內(nèi)應力處于不穩(wěn)定狀態(tài)；鑄件在鑄造過程中形成的鑄造內(nèi)應力也處于不穩(wěn)定狀態(tài)。在常溫下較長時間的放置或使用，不穩(wěn)定狀態(tài)的應力會逐漸發(fā)生轉變，并趨于穩(wěn)定，由此伴隨產(chǎn)生的變形稱為時效變形。 塑性變形導致機械零件各部分尺寸和外形的變化，將引起一系列不良后果。例如，機床主軸塑性彎曲，將不能保證加工精度，導致廢品率增大，甚至使主軸不能工作。 零件的局部塑性變形雖然不像零件的

45、整體塑性變形那樣引起明顯失效，但也是引起零件失效的重要形式。如鍵聯(lián)接、花鍵聯(lián)接、擋塊和銷釘?shù)?，由于靜壓力作用，通常會引起配合的一方或雙方的接觸表面擠壓(局部塑性變形)，隨著擠壓變形的增大，特別是那些能夠反向運動的零件將引起沖擊，使原配合關系破壞的過程加劇，從而導致機械零件失效。 3防止和減少機械零件變形的對策變形是不可避免的，我們可從下列四個方面采取相應的對策防止和減少機械零件變形。(1) 設計 設計時不僅要考慮零件的強度，還要重視零件的剛度和制造、裝配、使用、拆卸、修理等問題。 1)正確選用材料，注意工藝性能。如鑄造的流動性、收縮性；鍛造的可鍛性、冷鐓性；焊接的冷裂、熱裂傾向性；機加工的可切

46、削性；熱處理的淬透性、冷脆性等。 2)合理布置零件，選擇適當?shù)慕Y構尺寸。如避免尖角，棱角改為圓角、倒角；厚薄懸殊的部分可開工藝孔或加厚太薄的地方；安排好孔洞位置，把盲孔改為通孔等。形狀復雜的零件在可能條件下采用組合結構、鑲拼結構，改善受力狀況。 3)在設計中，注意應用新技術、新工藝和新材料，減少制造時的內(nèi)應力和變形。(2)加工 在加工中要采取一系列工藝措施來防止和減少變形。對毛坯要進行時效以消除其殘余內(nèi)應力。時效有自然時效和人工時效兩種。自然時效，可以將生產(chǎn)出來的毛坯在露天存放12年，這是因為毛坯材料的內(nèi)應力有在1220個月逐漸消失的特點，其時效效果最佳；缺點是時效周期太長。人工時效可使毛坯通

47、過高溫退火、保溫緩冷而消除內(nèi)應力。也可利用振動作用來進行人工時效。高精度零件在精加工過程中必須安排人工時效。 在制定零件機械加工工藝規(guī)程中，均要在工序、工步的安排上，工藝裝備和操作上采取減少變形的工藝措施。例如，粗精加工分開的原則，在粗精加工中間留出一段存放時間。以利于消除內(nèi)應力。 機械零件在加工和修理過程中要減少基準的轉換，保留加工基準留給維修時使用，減少維修加工中因基準不統(tǒng)一而造成的誤差。對于經(jīng)過熱處理的零件來說，注意預留加工余量、調(diào)整加工尺寸、預加變形，這是非常必要的。在知道零件的變形規(guī)律之后，可預先加以反向變形量，經(jīng)熱處理后兩者抵消；也可預加應力或控制應力的產(chǎn)生和變化，使最終變形量符合

48、要求，達到減少變形的目的。(3)修理 在修理中，既要滿足恢復零件的尺寸、配合精度、表面質(zhì)量等技術要求，還要檢查和修復主要零件的形狀、位置誤差。為了盡量減少零件在修理中產(chǎn)生的應力和變形，應當制定出與變形有關的標準和修理規(guī)范，設計簡單可靠、好用的專用量具和工夾具，同時注意大力推廣“三新”技術，特別是新的修復技術，如刷鍍、粘接等。(4)使用 加強設備管理，制定并嚴格執(zhí)行操作規(guī)程，加強機械設備的檢查和維護，不超負荷運行，避免局部超載或過熱等。三、機械零件的斷裂及其對策 斷裂是零件在機械、熱、磁、腐蝕等單獨作用或者聯(lián)合作用下，其本身連續(xù)性遭到破壞，發(fā)生局部開裂或分裂成幾部分的現(xiàn)象。 機械零件斷裂后不僅完

49、全喪失工作能力，而且還可能造成重大的經(jīng)濟損失或傷亡事故。尤其是現(xiàn)代機械設備日益向著大功率、高轉速的趨勢發(fā)展，機械零件斷裂失效的幾率有所提高。盡管與磨損、變形相比，機械零件因斷裂而失效的機會很少，但機械零件的斷裂往往會造成嚴重的機械事故，產(chǎn)生嚴重的后果，是一種最危險的失效形式。 機械零件的斷裂一般可分為延性斷裂、脆性斷裂、疲勞斷裂和環(huán)境斷裂四種形式。 1延性斷裂 延性斷裂又稱為塑性斷裂或韌性斷裂。當外力引起的應力超過抗拉強度時發(fā)生塑性變形后造成斷裂就稱為延性斷裂。延性斷裂的宏觀特點是斷裂前有明顯的塑性變形，常出現(xiàn)“縮頸”現(xiàn)象。延性斷裂斷口形貌的微觀特點是斷面有大量韌窩(即微坑)覆蓋。延性斷裂實際

50、上是顯微空洞形成、長大、連接以致最終導致斷裂的一種破壞方式。 2脆性斷裂 金屬零件或構件在斷裂之前無明顯的塑性變形，發(fā)展速度極快的一類斷裂叫脆性斷裂。它通常在沒有預示信號的情況下突然發(fā)生，是一種極危險的斷裂形式。 3疲勞斷裂 機械設備中的許多零件，如軸、齒輪、凸輪等，都是在交變應力作用下工作的。它們工作時所承受的應力一般都低于材料的屈服強度或抗拉強度，按靜強度設計的標準是安全的。但在實際生產(chǎn)中，在重復及交變載荷的長期作用下，機械零件或構件仍然會發(fā)生斷裂，這種現(xiàn)象稱為疲勞斷裂，它是一種普通而嚴重的失效形式。在機械零件的斷裂失效中，疲勞斷裂占很大的比重，約為8090。 疲勞斷裂的類型很多，根據(jù)循環(huán)

51、次數(shù)的多少可分為高周疲勞和低周疲勞兩種類型。 高周疲勞通常簡稱為疲勞，又稱為應力疲勞，是指機械零件斷裂前在低應力(低于材料的屈服強度甚至彈性極限)下，所經(jīng)歷的應力循環(huán)周次數(shù)多(一般大于105次)的疲勞，是一種常見的疲勞破壞。如曲軸、汽車后橋半軸、彈簧等零部件的失效一般均屬于高周疲勞破壞。 低周疲勞又稱為應變疲勞。低周疲勞的特點是承受的交變應力很高，一般接近或超過材料的屈服強度，因此每一次應力循環(huán)都有少量的塑性變形，而斷裂前所經(jīng)歷的循環(huán)周次較少，一般只有102105次，壽命短。 4環(huán)境斷裂 環(huán)境斷裂是指材料與某種特殊環(huán)境相互作用而引起的具有一定環(huán)境特征的斷裂方式。延性斷裂、脆性斷裂、疲勞斷裂，均

52、未涉及材料所處的環(huán)境，實際上機械零件的斷裂，除了與材料的特性、應力狀態(tài)和應變速度有關外，還與周圍的環(huán)境密切相關，尤其是在腐蝕環(huán)境中材料表面的裂紋邊沿由于氧化、腐蝕或其他過程使材料強度下降，促使材料發(fā)生斷裂。環(huán)境斷裂主要有應力腐蝕斷裂、氫脆斷裂、高溫蠕變斷裂、腐蝕疲勞斷裂及冷脆斷裂等形式。 5減少或消除機械零件斷裂的對策 (1)設計在金屬結構設計上要合理，盡可能減少或避免應力集中，合理選擇材料。 (2)工藝 采用合理的工藝結構，注意消除殘余應力，嚴格控制熱處理工藝。 (3)使用 按設備說明書操作、使用機電設備，嚴格杜絕超載使用機電設備。四、機械零件的蝕損及其對策 蝕損即腐蝕損傷。機械零件的蝕損，

53、是指金屬材料與周圍介質(zhì)產(chǎn)生化學反應或電化學反應而導致的破壞。疲勞點蝕、腐蝕和穴蝕等，統(tǒng)稱為蝕損。疲勞點蝕是指零件在循環(huán)接觸應力作用下表面發(fā)生的點狀剝落的現(xiàn)象；腐蝕是指零件受周圍介質(zhì)的化學及電化學作用，表層金屬發(fā)生化學變化的現(xiàn)象；穴蝕是指零件在溫度變化和介質(zhì)的作用下，表面產(chǎn)生針狀孔洞，并不斷擴大的現(xiàn)象。 金屬腐蝕是普通存在的自然現(xiàn)象，它所造成的經(jīng)濟損失十分驚人。據(jù)不完全統(tǒng)計，全世界因腐蝕而不能繼續(xù)使用的金屬零件，約占其產(chǎn)量的10以上。 金屬零件由于周圍的環(huán)境以及材料內(nèi)部成分和組織結構的不同，腐蝕破壞有凹洞、斑點、潰瘍等多種形式。 按金屬與介質(zhì)作用機理，機械零件的蝕損可分為化學腐蝕和電化學腐蝕兩大

54、類。 1機械零件的化學腐蝕 化學腐蝕是指單純由化學作用而引起的腐蝕。在這一腐蝕過程中不產(chǎn)生電流，介質(zhì)是非導電的?；瘜W腐蝕的介質(zhì)一般有兩種形式：一種是氣體腐蝕，指干燥空氣、高溫氣體等介質(zhì)中的腐蝕；另一種是非電解質(zhì)溶液中的腐蝕，指有機液體、汽油、潤滑油等介質(zhì)中的腐蝕，它們與金屬接觸時進行化學反應形成表面膜，在不斷脫落又不斷生成的過程中使零件腐蝕。 大多數(shù)金屬在室溫下的空氣中就能自發(fā)地氧化，但在表面形成氧化物層之后，如能有效地隔離金屬與介質(zhì)問的物質(zhì)傳遞，就成為保護膜；如果氧化物層不能有效阻止氧化反應的進行，那么金屬將不斷地被氧化。 據(jù)研究，金屬氧化膜要在含氧氣的條件下起保護膜作用必須具有下列條件： 1)氧化膜必須是緊密的，能完整地把金屬表面全部覆蓋住，即氧化膜的體積必須比生成此膜所消耗掉的金屬的體積大。 2)氧化膜在氣體介質(zhì)中是穩(wěn)定的。 3)氧化膜和基體金屬的結合力強，且有一定的強度和塑性。 4)氧化膜具有與基體金屬相同的熱膨脹系數(shù)。 在高溫空氣中，鐵和鋁都能生成完整的氧化膜，由于鋁的氧化膜同時具備了上述四種條件，故具有良好保護性能；而鐵的氧化膜與鐵結合不良，故起不了保護作用。