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浅谈金属材料磨损失效及防护措施
发表时间：2021/5/31
来源：《基层建设》2021年第3期
作者：牛心玙
[导读]
摘要：金属材料受到材料化学性质与物理性质带来的影响，通常会发生磨损造成失效问题，严重影响金属材料的使用寿命和体验感，进而提高了企业的生产成本。
丹佛斯（天津）有限公司 301700
摘要：金属材料受到材料化学性质与物理性质带来的影响，通常会发生磨损造成失效问题，严重影响金属材料的使用寿命和体验感，进而提高了企业的生产成本。除此之外，金属材料产品磨损失效会严重影响其构成产品的质量，以及产品的使用功能、安全性等，给企业获得可持续发展带来严重阻碍。所以，我国应对金属材料提高创新研发的力度，并有效处理金属材料磨损失效等各种问题，推动我国企业实现健康、稳定的发展。本文对金属材料磨损失效进行了深入分析，并提出有效的防护措施。
关键词：金属材料；磨损失效；防护
前言
伴随社会生产力与工业科技的日益发展，我国各行各业的发展均离不开金属材料，由此说明，金属材料的质量是推动产业可持续发展的基础与关键因素。高质量的金属材料不但可避免发生意外损失导致的成本负担，还可高效处理满足工作需求。而低质量的金属材料很容易出现工作意外，还会对正常的工作计划与进度造成影响，在出现时间、成本损失的基础上，还会进一步影响企业，给企业的正常运转带来危害。而影响金属材料质量的一个重要因素即磨损失效，而金属材料的磨损一般是一种摩擦损耗现象，金属零件表面互相接触摩擦运动导致的材料表面的一种损耗，包含着金属材料的外形、组织结构以及表层质量甚至是尺寸的改变，为其正常的使用功能带来影响。磨损在日常生产生活中很容易导致金属材料发生失效问题，手的触摸、零件的触碰等均会导致磨损。所以，一定要专业且有效的分析金属材料磨损问题，探索合理有效的金属材料保护措施，推动各行各业的稳定发展。
1磨损的定义
金属在互相接触并发生摩擦的条件下，会让金属表面磨损出现细小的颗粒物，这类颗粒物不规则且不统一，细微的颗粒物会造成金属表面材料的日益磨损，进而使金属材料的质量与尺寸出现变化，这个过程被称为磨损。
2金属材料磨损失效的危害
金属材料磨损失效作为十分普遍的现象，为不同行业的发展造成严重危害。一般情况下，金属磨损属于一种摩擦损耗的现象，金属零件表面相互接触摩擦运动造成材料表面的损耗，其中包含金属材料的外形、组织结构、表层质量，甚至尺寸的变化。同时，工业机械设备在具体的施工过程中，外部环境条件很差，存有严重的限制性。不仅如此，面对着高速旋转、长时间工作、较多的粉尘、有害气体、水汽等均会为机械设备中的金属材料造成影响，若是无法及时的清洁和维护润滑工作将会导致金属材料发生磨损状况。此外，若是金属材料发生的磨损超出临界值，就会造成机械设备不同零件之间发生互相磨损的问题，互相配合的切合度就会不断降低，严重影响机器的应用性能，严重影响机械设备应用的可靠性和安全性，使机械设备故障频繁出现，为机械设备的使用寿命造成严重影响，而且为机械设备的正常应用带来意外隐患，产生恶劣的影响。
3金属材料磨损失效的基本形式
3.1磨粒磨损的失效形式
磨粒磨损通常指的是金属磨粒互相运动导致的金属磨损，这样的类型十分普遍。不同的金属材料，其在互相运动过程中出现的磨损消耗程度存在差异性，根据金属磨损表面在应力与冲力的作用下进行分类，其中包含凿屑磨损、碾碎磨损、擦伤磨损等。通常，高应力状态下，加上有一定硬度的磨粒，会增加磨损的程度，这叫做凿屑磨粒现象；若是磨粒硬度不足，将会让金属表面发生刮痕，这样的类型称为碾碎式磨损，若是应力较小，就包含于擦伤磨损的范畴。
3.2黏着磨损的失效形式
黏着磨损的发生通常是在相对滑动的一些金属材料的表层位置，由于运作负荷量很大，润滑的条件不完善，这就导致接触点的应力不断变大，致使金属材料的表层的温度急剧的上升，导致塑性发生形变，让金属材料的表层的金属出现熔化，然后又迅速出现冷却的状况，让金属材料的一部分表层出现固相焊合，之后在金属材料表层相对滑动的过程中，因切向力的作用导致黏结点发生被动剪切的状况，并就此反复，使金属材料的摩擦表层发生损害，使金属材料发生磨屑，通常，黏着磨损与相对滑动距离和负载呈现出正比例关联，与硬度出现反比例关联。
3.3表面疲劳磨损的失效形式
表面疲劳磨损被称为长期的负荷磨损，超出金属材料合理的运行时间将会发生磨损。
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表面疲劳磨损通常指的是金属材料产品超过了合理运行的时间和周期，致使金属材料表面由于过度工作消耗出现磨损。表面疲劳磨损的磨损失效是循序渐进的，长时间作用下金属表面就会出现发热、细微破损等状况，磨损范围会不断增加，最后金属材料受到严重损耗，致使各种设备不能顺利运行，甚至会导致设备报废，严重影响整个生产过程。
3.4腐蚀磨损的失效形式
腐蚀磨损一般指的是金属材料在周边环境的影响下，出现的水蒸气腐蚀、化学反应等，为金属材料带来磨损，导致金属材料性能降低、性质发生变化等状况。腐蚀磨损和金属材料的工作环境关联密切，虽说只有满足一定条件才会出现腐蚀磨损，可导致的磨损反应却是互相关联的。磨粒磨损中的硬质颗粒，一般是由腐蚀磨损导致的，使金属材料磨损失效不断提高。所以，应对腐蚀磨损提高重视，尽量降低和其的触发条件，降低金属材料带来的损耗。
4金属材料磨损失效的防护措施
4.1增强金属材料表面的耐磨性
首先，化学热处理。化学热处理通常是利用固态扩散的方式将部分外来元素渗透到金属材料的内部，促使化学成分实现调整，有效提升金属表面的性能。需强调的是，化学热处理的缺陷就在于所消耗的成果较高，操作困难，需要时间较长，还具备专业性，对于机械设备与操作人员拥有很高的要求。所以，导致其使用无法普及。其次，表面形变强化。表面形变强化通常是利用冷挤压、喷丸等物力方式强化金属材料的表面性能，利用塑性变形让其产生硬化层，有助于提升金属材料表面的耐磨性，此方法的操作难度很小。最后，表面热处理强化。表面热处理强化一般指的是基于固态相变的原则，利用高温加热的方式处理金属，金属在高温加热操作以后，会提高其内部的疲劳强度与耐磨性，是如今工业上面十分普及的一种方式。
4.2科学选择耐磨性金属材料及其制造工艺
伴随材料的迅猛发展，新型耐磨性材料层出不穷，在进行设备的制造过程中，尤其是有转动有摩擦零件的制造，需紧随时代的变迁，选择耐磨性较好的材料进行零件的制造，有助降低零件的磨损。除此之外，加强零件制造工艺的改善，提升零件表面的光滑程度，减少其摩擦系数，有助于降低零件的磨损。除此之外，改善机械设备的切削工艺、焊接工艺、铸造工艺、锻造工艺，有效增强零件机械性能、物理性能、化学性能。例如：改善锻造工艺，可有效提高零件的抗电化学腐蚀性能。
4.3采取预防性维修方式
其一，为设备创建安全运行档案，针对性分析零件的磨损故障后果和原因，并建立适当反馈。充分结合分析结果改善零件磨损防护措施。其二，将机械设备分为众多模块，对于很大磨损的模块应进行重点的观察分析，及时了解磨损条件，及时采用磨损防护措施。其三，安排专业的机械设备操作人员或是熟知此设备的专家选用实际的维修方式，确保选用的维修方式具备更强的针对性和有效性。
结论：
从工业发展的角度来讲，金属材料作为其中至关重要的一部分，对行业发展与社会经济进步存在直接影响。所以，加强金属材料的防护至关重要，通过本文的论述可了解，对于金属材料的磨损防护应充分结合具体情况，唯有明确减少金属材料的磨损，才可推进工业的可持续发展。
参考文献：
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[2]刘二勇,曾志翔,赵文杰.海水环境中金属材料腐蚀磨损及耐磨防腐一体化技术的研究进展[J].表面技术,2017,46(11):149-157.
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