[科普中國(guó)]-摩耗試驗(yàn)

摩耗是兩固體表面互相接觸，經(jīng)摩擦而使表層材料脫落的現(xiàn)象。摩耗實(shí)驗(yàn)( WearingTest, rattler test)的目的在于測(cè)定材料的耐磨耗性。常用于摩耗試驗(yàn)的設(shè)備有摩耗實(shí)驗(yàn)機(jī)和精密電子天平。

摩耗試驗(yàn)原理磨耗是兩固體表面互相接觸，經(jīng)摩擦而使表層材料脫落的現(xiàn)象。磨耗依其發(fā)生原因可分類為四種類型。

黏著磨耗固體表面接觸時(shí)，其高高低低的峰端，會(huì)妨礙兩個(gè)固體表面百分之百的接觸。突出部分彼此接觸，因承受大的壓力而產(chǎn)生塑性變形，而起冷焊作用。黏著部分因摩擦滑動(dòng)而使較弱材料之一側(cè)發(fā)生剪斷，導(dǎo)致材料從較弱的一側(cè)被黏著到較強(qiáng)的一側(cè)。

刮除磨耗兩個(gè)硬度不同的固體表面相接觸時(shí)，較硬固體表面的峰端刺入較軟物體的表面，經(jīng)磨耗作用而刮除較軟固體的表面而形成坑孔，此種磨耗稱為刮除磨耗。在兩個(gè)接觸面間，如果有外界的硬質(zhì)顆粒（如砂）介入也會(huì)引起刮除磨耗。

表面疲勞磨耗疲勞所導(dǎo)致的磨耗常發(fā)生于滾動(dòng)接觸的場(chǎng)合，這是反覆的周期變化應(yīng)力作用在一固體表面，經(jīng)連續(xù)操作后，微小的裂縫在物體表面或內(nèi)層產(chǎn)生，并且繼續(xù)擴(kuò)大，當(dāng)裂縫延伸至表面后，致使材料成碎塊而脫落。此種磨損常在表面留下大小不一的坑孔。此類疲勞磨耗的型式經(jīng)常發(fā)生在齒輪、軸承等機(jī)件上。

腐蝕磨耗兩固體接觸面暴露在腐蝕性氣體或液體的環(huán)境下，表面因受到腐蝕而產(chǎn)生硬脆的氧化物，這些氧化物與母材的結(jié)合力較弱，在磨耗時(shí)很容易被剝離，此種現(xiàn)象稱為腐蝕磨耗1。

概況汽車引擎在跑完數(shù)萬(wàn)公里后，必需進(jìn)廠搪缸，否則汽車將極耗油，而且馬力輸出會(huì)大不如昔。原因是引擎的汽缸壁和活塞環(huán)之間經(jīng)年累月的對(duì)磨導(dǎo)致二者之間的間隙變大，燃燒不完全所排出的廢氣亦對(duì)環(huán)境造成污染。只要是相對(duì)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械組件都有可能發(fā)生機(jī)件磨耗。如何減少機(jī)件磨耗，除了從機(jī)械設(shè)計(jì)著手之外，對(duì)磨材料的選擇是不可或缺的。盡管磨耗科學(xué)（Tribology）的發(fā)展已臻完整，對(duì)于任何一種對(duì)磨系統(tǒng)的磨耗特性。磨耗科學(xué)為摩擦（Friction）與磨耗Wear)的科學(xué)。摩擦是兩相對(duì)運(yùn)動(dòng)物體之接觸面發(fā)生之阻力，磨耗則是物體因兩面間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)造成材料畫(huà)漸流失。有兩種方法從材料表面移去材料，其一是藉由化學(xué)反應(yīng)的方法使材料溶解，其二是從表面破裂而流失，也就是機(jī)械力作用產(chǎn)生的磨耗。大多數(shù)的磨耗機(jī)構(gòu)包含后者。依此觀之，磨耗過(guò)程是漸進(jìn)的、跟系統(tǒng)有關(guān)的。磨耗可能發(fā)生在引擎汽缸、先進(jìn)的渦輪葉片、農(nóng)具、軸承、齒輪、刀具、皮鞋、甚至人體的關(guān)節(jié)等。這些可稱之為不同氣態(tài)的對(duì)磨系統(tǒng)（Tribosystem）。對(duì)磨系統(tǒng)間的差異如此之大。造成的磨耗型態(tài)也有所不同2。

摩耗試驗(yàn)注意事項(xiàng)(1)準(zhǔn)備試片須注意試片若經(jīng)一般硬化處理者，則先車制成毛胚，經(jīng)處理后，再進(jìn)一步精磨成標(biāo)準(zhǔn)尺寸 。驗(yàn)前試片先以丙酮清洗油污，并用干燥器保管，手不可接觸摩擦面。

(2)磨輪若發(fā)生偏磨耗，則使用所附砂紙置于試片架上當(dāng)試片做修正。

(3)吸塵器抽風(fēng)速度須能吸取磨耗顆粒，一般設(shè)定在70。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

黎明 - 副教授 - 西南大學(xué)