基体金属相对硬度与磨损速率-氧化物分析显微镜
金属氧化物
微动形成的金属氧化物的性能极大地影响了微动损伤的程度和
微动的动力特性。由微动作用产生的氧化碎屑将增大摩擦系数,并
通过研磨作用增大表面损伤。基体金属的相对硬度是决定磨损速率
较重要的因素。也就是说,硬金属产生的软氧化物对微动磨损有抵
抗作用,而软金属产生的硬氧化物则会造成严重的磨损。金属与氧
化物结合强度的改变使金属氧化物的影响变得更为复杂。
微动过程中两个接触材料的表面初始都会被氧化。由于氧化物
的塑性比基材要差,当硬度不同的材料接触时,较硬的材料对较软
的材料产生局部支撑作用,从而抑制了氧化物的破碎,氧化物的破
碎是金属接触和形成低接触电阻的必要条件。但在具有相似硬度的
金属接触时,易产生氧化膜的广泛破碎。进一步说,破裂的重叠程
度会更高,更容易从中形成金属桥,这一假设可由实验得到证明,
实验中一个为镀有薄金的试样与已被严重氧化而没经擦拭的锡一铅
样品接触,另一个是有厚的锡.铅镀层试样与具有同样氧化程度的
锡.铅样本接触,两接触对比较的结果是前者比后者的接触电阻要
高得多。
摩擦系数
如果滑动幅值很小,或许可以通过提高摩擦系数阻止滑动,因
为发生滑动时切向力必须大于正应力和摩擦系数的乘积。但是大的
摩擦力会导致严重的塑性形变和接触的疲劳失效。因塑性应变累积
和接触面失效产生的磨损颗粒会形成犁沟效应,增大摩擦力,从而
加速对接触表面的损伤。
另一方面,当滑动不可避免时,小的摩擦系数更能令人满意,
因为小的摩擦力不会产生接触面的塑性形变,只可能导致弹性滑动
。尽管如此,即使对于非常小的摩擦力:接触表面的塑性形变还是
不可避免的,因为只要有摩擦力存在,接触就处于弹塑性状态,但
是塑性应变的量值和程度却可以通过减小摩擦力的方式被降低。