磨损是材料损伤的3大原因之一, 它损失了世界上一次能源的1 /3。每年与摩擦、磨损有关的损失约占GDP的2% ~ 7%。在冶金、矿山、化工、建材及航空航天等各个工业部门中, 许多工件及设备由于磨损而迅速失效, 从而造成材料及人力的浪费, 给国民经济造成巨大损失, 易磨件寿命低已成为发展生产的严重障碍, 开发耐磨材料、延长设备使用寿命具有重大的现实意义。
1磨损的基本特征
材料磨损是2个以上的物体摩擦表面在法向力的作用下, 相对运动及有关介质、温度环境的作用使其发生形状、尺寸、组织和性能变化的过程。磨损是造成机械零件失效的主要原因之一, 对机械零件的寿命、可靠性有极大的影响。
从磨损的特征与结果分析, 任何一种磨损都发生在物体的工作表面上, 但不仅物体表面宏观发生变化, 而且物体微观组织结构及其性能也会发生变化, 同时会产生一定数量的磨损产物, 像机床的导轨、各种齿轮、履带板、球磨机的磨球与衬板等等。
从物理与化学观点分析,磨损是发生在两物体相对运动的表面, 而且是在很薄的一层工作表面上, 在磨损过程中一个重要的特征是机械能转变为热能, 加热与冷却都以非常快的速度进行, 物体表面具有相当大的活性和相当高的自由能, 材料表面与亚表面的组织与性能同内部是不一样的。对固体金属来说, 当温度低时, 原子活动较弱, 低温变形后, 表面的原子数将不会有多大变化, 而在高的温度下, 表面原子的活动能力增强,因此, 材料的结构可能会出现某种程度的重新调整与改变, 结果使金属性质和能量发生变化。材料表面原子会与环境(介质)发生相互作用, 产生物理吸附、化学吸附或化学反应, 使材料表面可能产生加工硬化层或者形成表面织构, 将会影响材料的磨损过程, 可以说磨损是一个动态过程 。