金属磨损，属于机械工程以及材料科学里的一个重要研究范畴，这一金属磨损涵盖着金属表面于摩擦或者是接触进程里，因机械作用或者是化学作用致使材料渐渐丧失的现象，磨损作为影响着金属材料使用寿命跟性能的关键因素当中的一个，知晓磨损的基础知识针对材料选择还有设计以及维护而言极为重要，本期内容重点在于分享金属磨损的基础知识以及影响因素，通过学习恰当的控制举措来提升金属部件的使用寿命与性能。

金属磨损概述

1磨损的定义

金属在摩擦时，其表面相互接触，在此过程里面，表面持续出现损耗，或者产生塑性变形废钢铁的合理损耗，这使得金属表面的状态以及尺寸发生了改变，而这种现象就被称作磨损 , 磨损致使的材料损失能够以磨屑、碎片或者颗粒的形式展现出来。在摩擦载荷发挥作用的状况下，金属表面的性质。这里的表面性质涵盖金相组织、物理化学性能、力学性能。还有其形状也会有所变化 ,比如说形貌和尺寸、粗糙度、表面层厚度 ,这些也都属于形状方面的范畴。

通常而言，磨损过程属于一个渐进性质的过程 ，正常状况下摩擦损耗，直接所产生的结果并非是灾难性的。金属磨损相关的研究，在材料科学与工程这个领域有涉及 ，在机械工程领域及表面工程等相关领域都有涉及。各个学科之间展开的交叉以及合作 ，在磨损相关研究里显得格外重要 ，能够有助于更为全面深入地理解以及解决磨损方面的问题。但是从材料学科这个角度来看特别是针对于材料的工程应用而言 ，人们更加着重于去研究材料的磨损。

图1 磨损行为的学科交叉性

金属出现磨损，这可不是单纯的力学方面过程。致使磨损产生的缘由，存在力学方面发挥的作用。同时，还有物理以及化学方面发挥的作用。所以说，摩擦副所使用的材料，润滑的具体条件，加载所经过的方式以及大小，相对运动所具备的特性，也就是方式以及速度，还有工作时候的温度，温度等好多因素，都会对磨损量的大小产生影响。因而，磨损属于一个复杂的系统过程。

材料五类失效模式里有磨损这一种，其造成的损失极为巨大。经统计，在失效的零部件当中，超过80%是由各种形式的磨损或者腐蚀致使的。对于一个国家来讲，每年因摩擦磨损所造成的经济损失通常占GDP的1%以 上。

2磨损的过程

于机械正常运转之时，磨损进程大略能够划分成三个阶段，像图2那里所展示的那样。

图2 金属磨损特性曲线

（1）跑合（磨合）磨损阶段

具备这样的特点：在这一阶段里面，其磨损的速度是从快朝着慢变化，之后逐步减小直至降到一个稳定的值。之所以会如此，是因为新加工出来的零件表面呈现出尖峰那种形态，这使得在运转开始的时期部件的实际接触面积相对较小，在单位接触面积上的压力比较大废钢铁的合理损耗，所以磨损速度较快，就如同图1当中磨损曲线的Oa段样式。当跑合磨损达到一定程度以后，尖峰渐渐被磨平，磨损的速度也就慢慢变缓慢了。

（2）稳定磨损阶段

特性：于这一时期之内，磨损的进程较为迟缓，磨损的速率保持稳定，零部件凭借平稳且缓慢的磨损速率而步入到零件正常工作的时期范围，就如同图 2 之中的 ab 段那样。此阶段的时长便代表着零件使用寿命的长短，磨损曲线的斜率就是磨损率，斜率越小那么磨损率也就越低，零件的使用寿命也就越长。经过这个磨损阶段之后零件进而进入到剧烈磨损的阶段。

机制：

（3）剧烈磨损阶段

特点：此阶段有着这样的特征，也就是磨损速度急剧增大，磨损率也急剧增大。当工作表面的总磨损量超过了机械正常运转所要求的某一允许值之后，零件的磨损开始加剧，精度接着下降，润滑状态变得恶化，温度随之升高，进而产生振动、冲击以及噪声，最终导致零件迅速失效，就如同图2中的bc段那样。

机制：

一般机械设备运转过程当中，都存在上述磨损过程里有的那三个阶段。需要对其进行说明的是，在跑合阶段完结之后，应当清洗零件，并且更换润滑油，如此这般才能够正常无误地进入稳定磨损阶段。

3金属的耐磨性

材料抵抗外部磨损的性能，被称作耐磨性，它属于一个系统性质。到现在为止，不存在一个意义明确且统一的耐磨性指标。需要综合运用各类磨损测试方法以及分析技术来表征金属的耐磨性。这些方法和技术涵盖了磨损试验、磨损量测量以及表面分析等多个方面的内容。

（1）磨损测试方法

材料的耐磨性能，可以借助磨损试验机进行评估，也能够通过磨粒磨损试验来评判，还能运用腐蚀磨损试验加以考量等。

（2）磨损量

样品表面的损耗程度，在规定条件下，经过规定时间的磨损后，被称为磨损量 (W)。磨损量能够通过测量长度、体积或质量的变化得以获取，并且相应地将它们称作线磨损量、体积磨损量和质量磨损量。

要是去衡量单位摩擦距离、单位压力之下的磨损量等情况，那么就把这种看作是比磨损量。磨损量越是微小，那么其具备的耐磨性也就越高。

（3）耐磨性

被称作耐磨性的是，磨损量的倒数，也就是ε等于1除以W ，ε的值越大，材料具备的磨损抗力就越大。

（4）相对耐磨性

说的是，在相同的一些条件之下，那种被称作标准试样的东西（也就是Pb - Sn合金），其磨损的数量，和被用来进行测试的试样磨损数量的比值，被叫做相对耐磨性，相对耐磨性的倒数，被称作磨损系数。

（5）磨损表面分析

可以选择光学显微镜，还能选择扫描电子显微镜，也能够选择能谱分析，又可以选择X射线衍射等仪器设备，以此来了解磨损过程中材料的变化，以及了解磨损过程中材料的机理。

（6）磨损测试标准

金属的磨损类型

一般而言，依据磨损机理以及磨损系统里面材料跟磨料、材料与材料之间的作用方式来划分，磨损的主要类别能够分成磨料磨损、粘着磨损、腐蚀磨损以及疲劳磨损（接触疲劳）这四种基本类别。然而，可以发现磨损过程极为复杂，存在许多实际呈现出来的磨损现象无法单纯归纳到某一种基本磨损类别，而常常是基本类别的复合或者派生，像气蚀磨损、冲蚀磨损以及微动磨损等。

一、粘着磨损

01概念

一种磨损现象叫粘着磨损，它是指，当两个金属表面展开相对运动时，因局部接触区域存在粘着作用，进而致使材料从一个表面转移至另一个表面导致的，这种磨损常常发生在，金属表面具备相似硬度以及化学成分的情形下。

粘着磨损通常是在滑动摩擦的状况之下，当摩擦副相对的滑动速度比较小的时候（钢小于一米每秒）出现的，举例来说，内燃机里的活塞环与缸套衬身为运动着的摩擦副那一种类型，假设不把燃气介质的腐蚀性考虑进去，主要呈现为粘着磨损。

粘着磨损的过程主要包括以下几个步骤：

接触和粘着：磨屑的形成和脱落：

与材料表面相互粘着而引发的磨损机理呈现出如图2那般的状貌。粘着磨损所产生的磨损表面的那种形貌 ，呈现为锥刺 ，呈现为鳞尾 ，呈现为麻点等等 ，如同图3所展示的那样。

（1）磨料磨损的机理在于，磨料磨损有可能归于磨粒针对摩擦表面所产生的切削作用，塑性产生变形以及疲劳破坏此二者作用，亦或是脆性断裂的结果，同时也有可能是这些作用综合起来的反映，并且是以当中某一种损坏方式作为主要表现。磨粒磨损具备的主要特征是，在摩擦面上存在由明显犁皱而成形出的沟槽，或者是有着磨屑，如同图6所示存在着这样的情况。

2. 对表面进行处理，3. 针对设计进行优化，4. 开展润滑管理工作，5. 实施环境控制举措，6. 采取其他相关措施。