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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 材料区 » 金属 » 基础研究 » 【求助】金属材料的硬度与耐磨性是什么关系？
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yin-wei521

银虫 (著名写手)

[交流] 【求助】金属材料的硬度与耐磨性是什么关系？ 已有15人参与

金属材料的硬度与耐磨性是什么关系？是硬度越高它的耐磨性就越大么？
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生物及仿生摩擦学，工业摩擦学，仿生设计
1楼 2010-04-09 08:38:31
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ymxianghao

木虫 (小有名气)
★
zigo(金币+1):欢迎讨论！ 2010-04-09 09:58
yin-wei521(金币+1): 2010-04-09 12:01
基本上可以说成正比的关系，具体原因不是很清楚

找了点资料，你可以看看，参考一下：

不考虑其他因素的情况下硬度越高耐磨性也就好,铸铁的耐磨性好是因为灰铸铁内含有片状石墨的,我们知道石墨具有润滑性能.所以铸铁虽然硬度低但是耐磨性好就是因为石墨的减磨.还有就是表面的光洁度,表面光洁度越高,摩擦越小相对来说同种材料根据表面处理不同,硬度跟耐磨性是成正比的.

材料的硬度越高，耐磨性越好，故常将硬度值作为衡量材料耐磨性的重要指标之一。
但是耐磨性最好的材料不一定硬度高.最常用的耐磨材料比如铸铁硬度就不高,发动机的凸轮轴就常用铸铁.更典型的还有滑动轴承里的耐磨层是巴氏合金硬度也不高.还有蜗杆蜗轮减速器里为了增强耐磨性,一般用硬度低青铜合金做蜗轮.   耐磨,要求的是嵌入性和摩擦顺应性.就是材料磨过后能最快的形成两摩擦面的凹凸相配合的磨擦面.
如果单纯追求表面硬度.过硬的材料不容易磨合.反而会降低摩擦面的耐磨性.



根据磨损的机理：
如果是切入式磨损，则提高表面硬度可以较好的提高耐磨性；而如果是冲击性磨损，则提高的效果会差一些。



高锰钢大家应该很熟悉，有很好的抗冲击耐磨性。韧性好的奥氏体，在冲击时发生强烈的加工硬化，提高表面硬度，达到硬度和韧性的很好结合，耐磨效果很好。
如果材料中含有如石墨、六方氮化硼、硫化铁等具有片层状结构的物质，在摩擦中这些物质起固体润滑剂的作用，可以提高耐磨性。常见的铸铁，飞机发动机里的封严涂层等。
塑料与金属对磨时，塑料有很好的适应性，而且还可在金属表面形成薄薄的一层转移膜，改善耐磨性能。往复式压缩机的采用PEEK阀片代替金属阀片，就是一个很好的例子。
巴氏合金则是有油润化条件下的一个非常经典的合金。它的结构是硬质点分布在软相上，摩擦中，硬质点起支持作用，软相被稍微多磨掉一些，形成的空隙正好容纳润滑油，改善润滑条件。

总体说来，俺觉得摩擦是两个东西间的事，就跟爱情一样，鲜花插错地方效果肯定不好。硬度高不等于耐磨性好。硬度高耐磨好，作为一个经验性的初步判断，还是有用的。




我的理解：
磨损其实应该是接触表面应力范畴
也就是在一定的压力下，运动的两种金属相互作用，材料消耗的比例。
-------------
在这种情况下，
硬度高的比低的耐磨性好
润滑好时候比差的时候好
表面比压小比大的耐磨好（含接触面积和压力）
表面粗糙度低的比高的好
内部结构是碳化物比其它晶体结构（马氏体，铁素体等）好



耐磨性是指抵抗摩擦作用的能力影响这种能力的因素不仅取决于钢的成分、组织和性能如硬度碳化物特性、数量、形状与分布还与使用条件和拉伸工艺密切相关如：线材表面粘有大量的灰层沙粒。
    硬度是衡量金属材料软硬程度的一项重要的性能指标，它既可理解为是材料抵抗弹性变形、塑性变形或破坏的能力，也可表述为材料抵抗残余变形和反破坏的能力。
    如果在相同的条件下（相同的磨擦系数、成分、组织、环境条件等等），硬度和耐磨性存在非线性的正比关系。

[ Last edited by ymxianghao on 2010-4-9 at 09:57 ]
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山穷水路疑无路，柳暗花明又一村。
3楼2010-04-09 09:49:31
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普通回帖

rll

至尊木虫 (著名写手)
★
yin-wei521(金币+1): 2010-04-09 08:44
zigo(金币+1):欢迎交流！ 2010-04-09 08:58
当然不是啦！耐磨性与很多因素有关，相组成，组织等都有关系...
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知足常乐，吃亏是福！
2楼2010-04-09 08:42:29
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mengyi1113

木虫 (职业作家)
基本上看应该是成正比的
不过具体情况也不尽然
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4楼2010-04-09 09:53:39
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ceriwq

银虫 (小有名气)
yin-wei521(金币+1): 2010-04-09 12:03
硬度与耐磨性有一定关系
在一般的摩擦学文章中均认为金属材料表面硬度越大，其耐磨性越好，因此出现了渗氮等表面处理技术，提高耐磨性
但也不尽然，如果材料韧性变差，在高速重载时，开始接触时，容易造成裂纹，发生断裂，耐磨性可能变差
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5楼2010-04-09 09:59:00
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鳄鱼大嘴

金虫 (初入文坛)
yin-wei521(金币+1): 2010-04-09 12:02
可以这么解释
但是耐磨性最好的材料不一定硬度高.最常用的耐磨材料比如铸铁硬度就不高,发动机的凸轮轴就常用铸铁.更典型的还有滑动轴承里的耐磨层是巴氏合金硬度也不高.还有蜗杆蜗轮减速器里为了增强耐磨性,一般用硬度低青铜合金做蜗轮.

耐磨,要求的是嵌入性和摩擦顺应性.就是材料磨过后能最快的形成两摩擦面的凹凸相配合的磨擦面.

如果单纯追求表面硬度.过硬的材料不容易磨合.反而会降低摩擦面的耐磨性.
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6楼2010-04-09 10:06:06
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ashhell

金虫 (小有名气)
2L说的非常详细，我觉得是这么个意思，有些东西还要看特质，但基本的性质我的理解跟2L相似。
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7楼2010-04-09 10:32:13
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gkcgkc

木虫 (正式写手)
★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
jic8417(金币+1):谢谢参与。 2010-04-10 03:07
钢铁材料一般硬度高
耐磨性好
但是若经过冷处理，硬度未提高
耐磨性也可能提高
但具体问题要具体分析
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8楼2010-04-09 12:26:10
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mickey6596

木虫 (正式写手)
★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
jic8417(金币+1):谢谢参与。 2010-04-10 03:08
对于玻璃而言，硬度和耐磨性不成正比吧。。。
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:昨夜西风凋碧树。独上高楼，望尽天涯路。衣带渐宽终不悔，为伊消得人憔悴。众里寻他千百度，蓦然回首，那人却在灯火阑珊处。
9楼2010-04-09 17:13:31
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yanguojin

木虫 (著名写手)
★ ★
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jic8417(金币+1):谢谢参与。 2010-04-10 03:08
硬度,还有韧性,两方面因素,影响耐磨性.
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10楼2010-04-09 22:49:11
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