摩擦材料從輕微磨損向嚴重磨損轉(zhuǎn)變的機理研究綜述*

賈金龍，陳祥凱，郭小汝，陳百明※，胡 偉，張振宇

（1.蘭州工業(yè)學院材料工程學院，蘭州 730050；2.中國能源建設集團甘肅省電力設計院有限公司，蘭州 730050）

0 引言

在機械設備中，為了實現(xiàn)制動、離合、停止等操作，必須具備相應的具有摩擦功能的機構(gòu)，而這些機構(gòu)中起作用的部件稱為摩擦副，摩擦副的材料稱為摩擦材料。最常見的摩擦副包括各種機動車輛的制動機構(gòu)和離合機構(gòu)。只有制動、離合機構(gòu)處在正常的工作狀態(tài)，才能保證機械設備的正常安全的使用。摩擦材料在與對偶的摩擦接觸過程中，按照是否可以正常工作，將其磨損狀態(tài)分為輕微磨損和嚴重磨損兩類。輕微磨損狀態(tài)下，摩擦副的摩擦因數(shù)低且平穩(wěn)、磨損率小、噪聲低；嚴重磨損狀態(tài)下，摩擦因數(shù)高且變動幅度較大，磨損率急劇升高，其至少比輕微磨損狀態(tài)高一個數(shù)量級，摩擦副發(fā)生咬合甚至失效。因此，摩擦副應盡量處在輕微磨損狀態(tài)，以保證機器設備安全的工作。為了避免摩擦副進入嚴重磨損狀態(tài)，研究者從磨損形貌、磨屑、摩擦參數(shù)以及溫度等方面進行了研究，以揭示從輕微磨損向嚴重磨損轉(zhuǎn)變的外在條件和內(nèi)在機理，探索預測和防止發(fā)生嚴重磨損的有效方法。對摩擦材料從輕微磨損向嚴重磨損的轉(zhuǎn)變研究，最初是從單一的因素開始，經(jīng)過近幾十年的發(fā)展，盡管已經(jīng)深入到理論研究，但沒有統(tǒng)一的定論，本文對眾多研究文獻進行整體梳理與分析，可以基本得出結(jié)論：盡管影響轉(zhuǎn)變的因素較多，但材料的強度在所有因素的共同作用下達到相應極限，就會發(fā)生從輕微磨損向嚴重磨損的轉(zhuǎn)變。

1 輕微磨損與嚴重磨損的特點

在金屬摩擦材料的磨損過程中，隨著磨損條件的變化，比如摩擦副之間的相對滑動速度、載荷、溫度等，磨損狀態(tài)也會相應發(fā)生從輕微磨損向嚴重磨損的轉(zhuǎn)變。在輕微磨損狀態(tài)下，材料的磨損率及摩擦因數(shù)較低且平穩(wěn)；而在嚴重磨損狀態(tài)下，材料的磨損率至少比輕微磨損高一個數(shù)量級，摩擦因數(shù)高且變動幅度較大，材料發(fā)生嚴重的遷移甚至失效。因此，工程應用中摩擦材料處在輕微磨損狀態(tài)下是設備正常工作的前提條件，而要盡可能地避免處于嚴重磨損狀態(tài)。輕微磨損和嚴重磨損的概念由Archard and Hirst[1]提出，并隨后被應用到其他的金屬摩擦材料。J ZHANG和A T ALPAS[2]對6061 Al合金的輕微和嚴重磨損磨損形貌特征結(jié)合XRD、EDS檢測結(jié)果做了概括，如表1所示，其也適合作為其他合金的輕微-嚴重磨損特征的參考。S Q Wang等[3]對H21鋼從輕微磨損轉(zhuǎn)變?yōu)閲乐啬p的機理研究也得出了與表1中較為相似的結(jié)論。

表1 輕微-嚴重磨損特征對比

磨屑的尺寸隨金屬種類、對偶以及摩擦參數(shù)不同而有所區(qū)別，但輕微磨損產(chǎn)生的磨屑尺寸遠小于嚴重磨損狀態(tài)產(chǎn)生的磨屑尺寸。除以上輕微磨損與嚴重磨損的區(qū)別以外，兩者之間最顯著的區(qū)別是輕微磨損在摩擦材料表面形成了較高含量的氧化物，包含氧化物的磨屑形成致密的機械混合層減輕了摩擦副的直接接觸，從而降低了磨損[4-7]；而嚴重磨損過程形成氧化物的數(shù)量較少，也難以形成有效機械混合層，摩擦副之間的金屬直接接觸導致材料表面有嚴重的塑性變形產(chǎn)生。

2 輕微磨損向嚴重磨損轉(zhuǎn)變的影響因素

2.1 溫度的影響

Meng[8]研究溫度對材料磨損轉(zhuǎn)變機理的影響，其通過研究認為，當材料表面溫度達到一個臨界值時就會發(fā)生嚴重磨損——咬合，并構(gòu)建了溫度作用下的材料發(fā)生咬合的轉(zhuǎn)變圖。Chen and Alpas[9]通過對AZ91材料的摩擦性能進行研究后認為，從輕微磨損向嚴重磨損的轉(zhuǎn)變是由材料表面的臨界溫度決定的，由于摩擦產(chǎn)生的熱量使材料表面溫度達到一個臨界值的時候，就出現(xiàn)了嚴重磨損狀態(tài)。Liang等[10]通過對AZ31合金的摩擦性能進行研究后認為，材料發(fā)生從輕微磨損向嚴重磨損的轉(zhuǎn)變與材料摩擦表面下的微觀組織及機械性能的變化有關，當摩擦表面下的微觀組織由于摩擦熱導致重結(jié)晶后，從輕微磨損向嚴重磨損轉(zhuǎn)變的現(xiàn)象就開始產(chǎn)生了。

當材料的表面接觸溫度達到重結(jié)晶溫度時就會發(fā)生嚴重磨損。Bowden和Tabor[11]給出了材料從輕微磨損向嚴重磨損轉(zhuǎn)變的具體溫度范圍為0.4~0.5倍的熔點溫度。J ZHANG和A T ALPAS[2]通過對6061Al鋁合金從輕微磨損向嚴重磨損轉(zhuǎn)變的機理研究后得出了發(fā)生嚴重磨損的具體溫度為（395±10）K，約為6061Al熔點（925 K）的0.42倍，與Bowden和Tabor得出的結(jié)論具有較高的契合度。J ZHANG和A T ALPAS[2]研究并繪制了在不同磨損條件（載荷和滑動速度）下材料表面溫度對6061Al合金的磨損機理轉(zhuǎn)變圖，結(jié)論表明，當材料表面溫度超過395 K時開始從輕微磨損向嚴重磨損轉(zhuǎn)變。

2.2 載荷、滑動速度的影響

除溫度以外，載荷和滑動速度是影響材料從輕微磨損向嚴重磨損轉(zhuǎn)變的重要參數(shù)。兩者對材料從輕微磨損向嚴重磨損轉(zhuǎn)變的影響的一般規(guī)律，都是隨著載荷或滑動速度增大到一個臨界值時輕微磨損轉(zhuǎn)變?yōu)閲乐啬p。

J ZHANG和A T ALPAS[2]深入研究了載荷、滑動速度對6061Al鋁合金從輕微磨損向嚴重磨損轉(zhuǎn)變的影響，研究結(jié)果表明，在不同的滑動速度下，當載荷達到一個臨界值時材料的磨損率急劇上升，即發(fā)生了嚴重磨損，隨著滑動速度的增加，材料從輕微磨損向嚴重磨損轉(zhuǎn)變的臨界載荷逐漸減小；滑動速度對材料從輕微磨損向嚴重磨損轉(zhuǎn)變的影響較為特別，隨著滑動速度的增加，材料的磨損率逐漸降低到一個極小值后又逐漸上升。J ZHANG和A T ALPAS認為，開始是因為加工硬化作用，降低了材料的磨損率，但隨著滑動速度的增加，由于摩擦熱的作用導致材料表面溫度升高發(fā)生軟化抵消了加工硬化作用，材料的磨損率進一步上升，如果達到臨界載荷則發(fā)生從輕微磨損向嚴重磨損的轉(zhuǎn)變。

鈦合金一直被認為具有較差的抗磨損性能，但X X Li等[12]的研究卻有了令人較為感興趣的現(xiàn)象。他們對TC4和TC11合金在室溫下以及0.75~4 m/s的滑動速度范圍內(nèi)進行摩擦磨損實驗，結(jié)果表明，隨著載荷的增加，只有在2.68 m/s的滑動速度下，鈦合金發(fā)生了明顯的從輕微磨損向嚴重磨損的轉(zhuǎn)變；但如果先進行在4 m/s的滑動速度下的摩擦磨損，然后滑動速度轉(zhuǎn)變?yōu)?.68 m/s，則沒有嚴重磨損現(xiàn)象。通過進一步研究分析，本文認為，發(fā)生嚴重磨損，主要是形成的氧化物保護層被破壞導致，而先進行在4 m/s滑動速度下的摩擦實驗，則由于已形成的氧化物保護層，再轉(zhuǎn)變?yōu)?.68 m/s的滑動速度時則不會發(fā)生嚴重磨損。這個研究對鈦合金一直被認為具有較差的抗磨損性能的認識具有了一定程度的改變，而氧化物保護層對提高鈦基材料的抗磨損性能的作用也進一步得到新的認識。

2.3 對偶的硬度影響

對偶材料的硬度一般研究者很少關注，但其對材料從輕微磨損向嚴重磨損的轉(zhuǎn)變的影響卻不容忽視。C C Viáfara和A Sinatora[13]關于摩擦副硬度對鋼的磨損機理轉(zhuǎn)變研究結(jié)論表明，當盤（工具鋼）的硬度在摩擦過程中減小的時候，就會發(fā)生具有較低硬度的銷（低合金鋼）從輕微磨損向嚴重磨損的轉(zhuǎn)變；當摩擦副的硬度均提高的時候，主要呈現(xiàn)輕微磨損狀態(tài)。Qiuyang Zhang等[14]研究了Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si合金（37 HRC）分別與具有不同硬度的AISI52100鋼(30和60 HRC)對偶的摩擦磨損實驗，結(jié)果表明，在與具有較低硬度（30 HRC）的對偶進行摩擦實驗的情況下，在2 m/s的滑動速度下由載荷引起的從輕微磨損向嚴重磨損轉(zhuǎn)變的臨界值為40 N；而與具有較高硬度（60 HRC）的對偶在4 m/s的滑動速度下，其發(fā)生轉(zhuǎn)變的臨界值為50 N。

C C Viáfara和A Sinatora[15]對低合金鋼（AISI4140）材料（433.5HV）與具有不同硬度的工具鋼（AISIH13）(硬度分別為460HV和525HV）進行了摩擦磨損實驗，以研究對偶硬度對材料從輕微磨損向嚴重磨損轉(zhuǎn)變機理的影響。研究結(jié)果顯示，在相同的摩擦速度和載荷情況下，盡管較軟的對偶硬度只比較硬的降低了15%，但其發(fā)生了從輕微磨損向嚴重磨損的轉(zhuǎn)變，嚴重磨損下的磨損率比輕微磨損高兩個數(shù)量級。經(jīng)過對比摩擦實驗前后材料的硬度發(fā)現(xiàn)，與較軟對偶摩擦的材料，在摩擦實驗后其硬度高于對偶材料。經(jīng)過分析認為，盡管在實驗前對偶材料的硬度均高于實驗材料，但經(jīng)過摩擦過程中的加工硬化，材料的硬度高于較軟對偶材料但低于較硬對偶材料，與較硬對偶材料的摩擦過程中，材料只發(fā)生彈性變形；而與較軟對偶材料的摩擦過程中材料發(fā)生塑性變形，氧化物被大量摩擦脫落，因此難以形成氧化物保護層，導致發(fā)生從輕微磨損向嚴重磨損的轉(zhuǎn)變。這篇研究考慮了在摩擦磨損過程中摩擦副的硬度的動態(tài)變化以及加工硬化作用，而不僅僅只考慮摩擦前的摩擦副相對硬度，為研究從輕微磨損向嚴重磨損的轉(zhuǎn)變提供了較為全面的研究考量。

2.4 磨屑的影響

在摩擦磨損過程中，在摩擦副之間產(chǎn)生的磨屑對輕微磨損與嚴重磨損之間的轉(zhuǎn)變至關重要。為了研究磨屑對輕微磨損與嚴重磨損（磨合階段）的影響，Hirotaka Kato[16]在摩擦實驗開始時向摩擦副之間添加Fe2O3顆粒，其使用特殊設計的摩擦副—銷對盤，銷在盤的凹槽中繞盤的中心旋轉(zhuǎn)，開設的凹槽可以避免添加的Fe2O3顆粒流失。研究結(jié)果表明，添加粒徑小于0.5μm的Fe2O3顆?？s短了磨合（嚴重磨損）期，材料在較短的時間內(nèi)很快進入輕微磨損狀態(tài)。添加的細小Fe2O3顆粒在摩擦副之間形成了致密的保護層，避免了摩擦副的直接接觸，有效地降低了磨損。

Ken′ichi Hiratsuka和Ken′ichi Muramoto[17]的研究揭示了磨屑對材料從輕微磨損與嚴重磨損之間轉(zhuǎn)變關系的影響。其設計的銷對盤摩擦磨損試驗機的摩擦副可以改變空間相對位置：水平、倒置以及垂直3個方向，并且可以根據(jù)需要在摩擦過程中清除磨屑。實驗結(jié)果表明，清除磨屑的摩擦實驗均發(fā)生了嚴重磨損，未清除磨屑的實驗均為輕微磨損；而未清除磨屑摩擦副處于水平位置時由于磨屑不易脫離摩擦副而磨損量最小，如圖1所示。

圖1 摩擦副位置以及磨屑對材料磨損轉(zhuǎn)變的影響

3 磨損轉(zhuǎn)變圖以及預測嚴重磨損理論研究

為了研究摩擦材料不同磨損狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變以及與影響因素之間的關系，研究者們繪制了磨損轉(zhuǎn)變圖。這些磨損轉(zhuǎn)變圖通過繪制載荷、滑動速度、溫度等影響因素與磨損狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變關系，清晰地標出不同磨損狀態(tài)的轉(zhuǎn)變界線，為研究材料磨損狀態(tài)與影響因素之間的關系提供了一種較為清晰的手段。一些研究者[18-20]建立的鎂基材料的磨損機理轉(zhuǎn)變圖在輕微磨損和嚴重磨損之間給出了明確的分界線。

不同于其他研究者繪出的磨損轉(zhuǎn)變圖，Haibin Zhou等[21]繪制了Fe的含量對銅基摩擦材料在不同制動能量密度下的磨損狀態(tài)轉(zhuǎn)變圖，如圖2所示?？梢钥闯鲭S著鐵含量的變化，在不同能量密度下銅基材料磨損狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變關系，為優(yōu)化銅基材料中Fe的含量提供了依據(jù)。從圖中可以看出，F(xiàn)e含量在10%~15%之間時，銅基材料在不同制動能量密度下處在輕微磨損狀態(tài)范圍之內(nèi)，其磨損機理表現(xiàn)為氧化、剝落、槽溝、粘著磨損。

圖2 不同制動能量密度下Fe含量對銅基材料磨損機理轉(zhuǎn)變圖的影響關系

S Q Wang等[22]繪制了45鋼、4Cr5MoSiV1鋼、3Cr13鋼以及3Cr3Mo2V鋼在400℃的磨損機理轉(zhuǎn)變圖。不同于其他研究者繪制的轉(zhuǎn)變圖形，S Q Wang等繪制的圖形根據(jù)不同磨損狀態(tài)之間的磨損形貌，對轉(zhuǎn)變區(qū)域之間的材料磨損形貌變化進一步細分，根據(jù)材料塑性變形程度添加了不同狀態(tài)之間的過渡區(qū)域，如圖3所示，隨著摩擦參數(shù)如載荷、滑動速度等的增加，從輕微氧化磨損區(qū)向轉(zhuǎn)變區(qū)域過渡，直到塑性擠壓變形區(qū)，最后進入到嚴重磨損區(qū)——咬合區(qū)。材料磨損狀態(tài)的轉(zhuǎn)變，確實應該具有過渡區(qū)域，S Q Wang等繪制的磨損機理轉(zhuǎn)變圖更符合實際轉(zhuǎn)變情形。J ZHANG和A T ALPAS[2]繪制了較為全面的滑動速度、載荷、滑動距離、溫度對6061 Al合金從輕微磨損向嚴重磨損轉(zhuǎn)變的關系圖，其在輕微和嚴重磨損區(qū)間也具有過渡區(qū)域。

圖3 鋼的磨損機理轉(zhuǎn)變

盡管磨損機理轉(zhuǎn)變圖對預估摩擦副可以安全工作的參數(shù)范圍比較有效，也可以作為選擇抗磨損材料以及適合的對偶起一定的指導作用，但其對工程應用來說，從輕微磨損到嚴重磨損的之間的載荷以及滑動速度范圍才是最重要的。但繪制磨損機理轉(zhuǎn)變圖面臨實驗工作周期長、實驗數(shù)量多、測量設備龐雜以及成本較高等問題。所以一些研究工作者開始對材料從輕微磨損向嚴重磨損轉(zhuǎn)變的機理開展了預測方面的研究。

C Liang等[23]通過鎂基合金的摩擦副表面接觸臨界溫度準則，即臨界表面動態(tài)重結(jié)晶（DRX）溫度，推導出了在不同滑動速度下從輕微磨損向嚴重磨損轉(zhuǎn)變的臨界載荷：

式中：FT為臨界轉(zhuǎn)變載荷；TDRX為材料表面層的動態(tài)重結(jié)晶開始溫度；T0為散熱流（散熱器）溫度（通常取25℃）；CDRX為與實驗設備以及材料重結(jié)晶臨界狀態(tài)性能有關的常數(shù)；μ為摩擦因數(shù)；v為滑動速度。

這個推導的臨界載荷經(jīng)過實驗驗證，與實際測量的材料的轉(zhuǎn)變載荷基本上一致，如圖4所示。這個對鎂基材料的臨界轉(zhuǎn)變載荷預測公式，是對金屬材料從輕微磨損向嚴重磨損轉(zhuǎn)變研究的有益探索，開辟了單純從實驗數(shù)據(jù)繪制圖形向材料內(nèi)部機理研究的新思路。

圖4 AZ31合金從輕微磨損向嚴重磨損轉(zhuǎn)變的計算載荷和測量載荷與滑動速度的曲線

Michael Pusterhofer和Florian Grün[24]兩位研究者利用計算實驗交互法，通過銷-盤摩擦實驗機獲得的實驗磨損數(shù)據(jù)計算其工作壽命，并將結(jié)果應用到實際的徑向軸承上預測其工作性能（銷—盤摩擦副與徑向軸承的軸和軸瓦摩擦副的材料相同）。兩位研究者判斷摩擦副開始出現(xiàn)嚴重磨損的依據(jù)就是發(fā)生了輕微磨損向嚴重磨損的轉(zhuǎn)變或咬合。兩位研究者的工作還有待改進，但其研究方法對機械設備的設計提供支持以及對優(yōu)化改進摩擦副及其工作特性具有理論意義。Yuan-bo WANG等[25]綜合研究了Mg-10Gd-1.5Y-0.4Zr合金在20~200℃范圍內(nèi)從輕微磨損向嚴重磨損轉(zhuǎn)變的影響因素，結(jié)果表明，盡管輕微磨損向嚴重磨損轉(zhuǎn)變受到內(nèi)部動態(tài)重結(jié)晶（DRX)以及外部參數(shù)（溫度、載荷、滑動速度）的影響，但在載荷恒定（20~50 N)的情況下，材料從輕微磨損向嚴重磨損轉(zhuǎn)變存在一個臨界溫度（185~200℃），超過臨界溫度后其磨損率急劇上升。Yuan-bo WANG等的研究也從一個側(cè)面說明，材料從輕微磨損向嚴重磨損轉(zhuǎn)變的影響因素較多，但只要在相應溫度下載荷超過了材料的強度臨界值，就會發(fā)生從輕微磨損向嚴重磨損的轉(zhuǎn)變。

Ken′ichi Hiratsuka、Ryohei Mariko和Takaaki Tsutsu?mi利用特殊設計的摩擦實驗機對石墨與鑄鐵之間的摩擦情況，從滑動速度、摩擦副周期性接觸相對滑動（或非摩擦時間）、空氣濕度3個方面對石墨從輕微磨損—嚴重磨損之間的轉(zhuǎn)變機理進行了研究[26]。在研究過程中，為了確定單一主參數(shù)的影響，保證其他參數(shù)的恒定。其使用的摩擦實驗機，摩擦副為石墨環(huán)和鑄鐵環(huán)之間的相對接觸滑動，摩擦副處在一個密閉的空間中，其內(nèi)的濕度可以調(diào)節(jié)；為了排除摩擦產(chǎn)生的熱量引起溫度的變化的影響，摩擦副之間的相對接觸摩擦可以在滑動一定時間后停止接觸，并在相應時間后重新接觸開始相對滑動，也就是摩擦副周期性接觸相對滑動（或非摩擦時間）。研究結(jié)果表明，在最低的空氣濕度（0.8%RH）和最短的非摩擦時間（0.1 s），材料處于嚴重磨損狀態(tài)；當空氣濕度和非摩擦時間增加超過臨界值時，磨損狀態(tài)從嚴重轉(zhuǎn)變?yōu)檩p微；當非摩擦時間和空氣濕度增加時，磨損狀態(tài)之間轉(zhuǎn)變所需的滑動周期逐漸降低。此研究中的非摩擦時間和滑動速度對磨損狀態(tài)轉(zhuǎn)變的影響與文獻[2]和[12]中的結(jié)論基本相似，但空氣濕度對材料磨損狀態(tài)的轉(zhuǎn)變較為新穎，作者認為，當空氣濕度增加時，由于物理化學吸附，水分及其產(chǎn)生的氣體均可以起到潤滑作用，從而減輕磨損導致磨損發(fā)生從嚴重向輕微狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。從Ken′ichi Hiratsuka等的研究來看，材料磨損狀態(tài)的轉(zhuǎn)變的影響因素較多，而空氣濕度的影響往往被忽略，對材料磨損狀態(tài)的影響因素研究還需進一步深入。H Al-Ma?liki等[27]利用雙盤摩擦實驗機進行火車輪和鐵軌材料的大量摩擦實驗數(shù)據(jù)，利用所得的實驗數(shù)據(jù)擬合結(jié)果建立一套公式預測不同實驗接觸條件下給定材料的輕微和嚴重磨損率。Al-Maliki等的研究雖然有待深入，但其從實驗數(shù)據(jù)中建立模型用于實際材料的嚴重和輕微磨損預測思路對理論研究具有重要意義。

Jian An,Zhijia Yu,Hongfei Duan等[28]對Ti-6Al-4V合金在不同的速度范圍（0.2 m/s，0.8 m/s，2.0 m/s）和載荷范圍內(nèi)（10~240 N）從輕微磨損向嚴重磨損的轉(zhuǎn)變條件和機理進行了研究，研究結(jié)果表明了鈦合金的轉(zhuǎn)變機理盡管與速度和載荷有關系，但其轉(zhuǎn)變主要是在外部參數(shù)的作用下的材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)如動態(tài)結(jié)晶、表面塑性變形、表面氧化以及氧化物的性質(zhì)等綜合作用的結(jié)果，其研究分析表明鈦合金摩擦機理轉(zhuǎn)變的復雜特點。Y B Wang,Liang Li和J An[29]研究了Mg-10.1Gd-1.4Y-0.4Zr合金從輕微磨損向嚴重磨損轉(zhuǎn)變的機理，并利用理論推導計算了合金在0.5~4.0 m/s的范圍內(nèi)從輕微磨損向嚴重磨損轉(zhuǎn)變的載荷，結(jié)果與實際轉(zhuǎn)變的載荷基本吻合，其也通過研究合金摩擦表面下的組織結(jié)構(gòu)與合金發(fā)生磨損機理轉(zhuǎn)變的外在載荷和滑動速度之間的關系，說明合金發(fā)生從輕微磨損向嚴重磨損轉(zhuǎn)變的主要原因是在各種因素的綜合作用下材料的溫度達到了重結(jié)晶溫度導致的。Wei Sun、XihuaXuan、LiangLi等[30]利用實驗數(shù)據(jù)和理論計算研究了Mg97Zn1Y2鎂合金從輕微磨損向嚴重磨損轉(zhuǎn)變的機理，通過計算不同滑動速度下從輕微磨損向嚴重磨損轉(zhuǎn)變的臨界載荷，其與實際的轉(zhuǎn)變載荷較為相符。

4 結(jié)束語

摩擦材料從輕微磨損向嚴重磨損轉(zhuǎn)變的機理一直是研究的熱點，通過研究其轉(zhuǎn)變的內(nèi)在機理并應用到工程實際中對提高摩擦副的壽命和機器設備的安全運行具有現(xiàn)實意義。對關于從輕微磨損向嚴重磨損轉(zhuǎn)變的機理的文獻進行回顧，對研究特點總結(jié)如下。

（1）包含氧化物的磨屑形成的致密機械混合層是摩擦副處于輕微磨損的重要特征，嚴重磨損狀態(tài)下不存在高含量的氧化物磨屑以及其形成的機械混合層。

（2）摩擦參數(shù)如速度、載荷、對偶硬度等綜合作用下，材料溫度達到臨界值——約為0.4~0.5倍材料熔點，材料將發(fā)生嚴重磨損。

（3）磨損機理轉(zhuǎn)變圖有利于有限數(shù)量的摩擦材料的參數(shù)范圍選擇或選材，開展從輕微磨損向嚴重磨損轉(zhuǎn)變的理論綜合研究以尋求適合大多數(shù)材料磨損狀態(tài)轉(zhuǎn)變的內(nèi)在機理具有工程實際意義。