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第四章摩擦过程中金属表层的变化摩擦过程：是一个物体施载于另一物体的相对运动过程。受力物体必然发生变形。摩擦产生的热量使摩擦表面温度升高。力和热共同作用，使摩擦表面发生一系列变化。主要是：⑴表面几何形状的变化⑵表层晶体缺陷及组织结构的变化⑶表面膜的变化§1摩擦表面几何形状的变化1.摩擦副滑动时，表面粗糙度不断变化而趋于一个稳定值。2.平衡粗糙度：把摩擦磨损过程中，除了摩擦初期外，在任何后继过程中都会重复出现的固定不变的粗糙度。3.平衡粗糙度可理解为在磨合过程结束后，摩擦状态不变时在摩擦表面新形成的粗糙度，且与原始粗糙度无关。一.表面和次表面应力摩擦过程中物体不仅受法向载荷作用，而且两物体在切向力作用下要发生相对运动。两固体接触时，材料中最大剪应力的位置非常重要，因为磨屑的最初形成与最大剪应力位置有关。§2表面受力与变形1.金属摩擦表面塑性变形的特点⑴摩擦表面的接触首先发生在较高的微凸体上，随外力加大，发生接触的微凸体数目增多，且接触微凸体将发生弹塑性变形。⑵摩擦表面的塑性变形是不连续的、反复发生的。其程度由摩擦工况条件决定。二.塑性变形⑶摩擦表面的接触状态决定了应力状态的不均匀性，这将导致巨大微观应力。⑷摩擦表面的近表层（10～100nm）塑性变形组织呈强烈的方向性，产生表面层织构。⑸摩擦表面晶体缺陷密度大。分两种情况：①在摩擦表面上塑性变形程度最严重，随距表面距离增加，塑性变形程度下降，最后是无变形的金属基体。②在次表层中某一深度处塑性变形程度最严重，随深度增加，塑性变形程度下降，最后是无变形的金属基体。2.塑性变形沿深度的分布⒈摩擦过程中，金属晶体的结构缺陷如空位、位错及面缺陷（孪晶界、晶界、晶粒位向变化等）和体缺陷（空位积聚、形成空隙）都会扩展。2.摩擦过程中，除亚结构发生变化外，金属结构也发生变化，如晶格转变、碳化物的生成和溶解、元素在物体内部再分配及物体间的扩散、相变、再结晶等。§3摩擦表面结构的变化§4摩擦表面的温度整体表面温度是由于表面重复的滑动而产生的。闪温是由于微凸体间不断相互作用产生的温升，是真实接触面的摩擦热引起的温升，故只产生在真实接触面积上。闪温持续时间很短，通常1μm。§5摩擦时组织的变化一、摩擦过程中金属组织变化的动力学特点⑴热源——机械能转化为热能（摩擦生热），而且由于是微凸体接触，脉冲加热方式。⑵加热与冷却速度异常快。⑶在材料的微观体积中发生加热和冷却过程。二次组织在微区形成。摩擦是一个复杂过程。二、摩擦过程中相和组织变化1.同素异构转变2.二次淬火3.二次回火4.其他组织变化⑴碳化物的溶解与析出⑵再结晶⑶逆变马氏体§6摩擦时的扩散过程扩散原子流动方向是由温度场和压力场决定的。§7白层是摩擦表面常见到的一层与基体组织明显不同的组织状态，难腐蚀。在金相显微镜、扫描电镜下呈白亮色，故称为白层。摩擦表面发生变

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