汽车零件的失效.pptx

第一节 汽车失效概述
技术状况变化原因：
磨损：零件表面由于相对运动而不断产生损耗的现象，导致配合松旷，产生异响；占75%
变形：尺寸和形状改变的现象，包括弯曲、扭转、挤压等，因载荷超过屈服极限所致。
疲劳：长时间在高变载荷作用下，产生微裂纹而突然断裂。
腐蚀：包括化学腐蚀和电化学腐蚀，零件表面无相对运动却不断产生损耗的现象。
热损坏：包括烧焦、烧坏、烧穿和高温老化；
汽车失效类型：
磨损，疲劳断裂，腐蚀，变形，老化；
1、化学腐蚀 ： 化学腐蚀指金属与介质发生化学反应而引起的损坏。
腐蚀产物在金属表面形成一层膜。膜的性质决定化学腐蚀的速度，如果膜是完整的，强度、塑性都较好，膨胀系数与金属相近，膜与金属的黏着力强等，它有保护金属、减缓腐蚀的作用。
2、电化学腐蚀 ： 电化学腐蚀指金属与介质发生电化学反应而引起的破坏。
金属与电解质溶液相接触，形成原电池，其中电位较低的部分遭受腐蚀。
第二节 汽车零件磨损失效分析
磨损失效是指因零件的磨损使其尺寸、形状误差超限的现象。最根本原因——摩擦。
零件的摩擦：
相对运动物体接触表面间产生运动阻力的现象。按表面润滑状况分为干摩擦、液体摩擦、边界摩擦、混合摩擦；
干摩擦：摩擦表面无任何润滑介质，产生摩擦热引起接触点熔合，会消耗较多动力，并产生剧烈表面磨损。
液体摩擦：摩擦表面间被一层具有一定压力、~md润滑油膜隔开，摩擦只发生在润滑油液体分子之间，摩擦力相当于分子间粘着力，磨损极小。
如：曲轴轴承、增压器轴承等。
边界摩擦：摩擦表面被边界膜（后度为数分子直径）隔开，可分为吸附膜和反应膜，前者是靠润滑油极性分子吸附在摩擦表面而形成，后者是油中添加剂与摩擦表面反应生成。
边界摩擦实质是吸附膜之间的相互滑动，摩擦介于干摩擦和液体摩擦之间；且边界膜有临界温度限制，超过则膜遭到破坏，转变为混合摩擦。
混合摩擦：干摩擦、液体摩擦、边界摩擦共存的摩擦状态，润滑油占多数则称为半液体摩擦，否则称为半干摩擦。
一些摩擦场所，随工作条件的变化，摩擦种类也在变化。如：轴瓦、活塞环和缸壁等。
一、磨料磨损
1、定义
硬的颗粒夹在摩擦表面里所引起的磨损称为磨料磨损。
2、特征
出现疲劳剥落（齿轮）或塑性挤压（轴瓦）现象；
有擦痕现象（柴喷油器针阀）；
零件磨损
3、磨损特点
①磨损率与运动速度、相互作用力成正比； ②一般情况下，磨料硬度越高，磨损越大；材料的硬度越高，材料越耐磨；
③一般金属的磨损率随磨粒平均尺寸的增大而线性增加，但达到一定临界尺寸后，磨损率保持不变。
4、采取措施
提高摩擦表面硬度；
防止、减少磨料进入摩擦副之间；
增强润滑质量。
二、黏着磨损
1、定义： 接触表面材料从一个表面转移到另一个表面的现象称为黏着磨损。
黏着磨损是干摩擦的结果，局部高压力使凸起点将油膜、边界膜破坏，严重时产生局部高温，使接触点熔化、黏附，导致摩擦副“咬死”，是一种严重破坏汽车零件的磨损。
2、特点：
①磨损量与粘着点结合强度有关；若比摩擦副的任一方强度都低，则从粘结点界面处断开，材料转移轻微，磨损较小。若比摩擦副的任一方强度都高，则金属从一个零件表面转移到另一个表面，且转移量较大，磨损较严重。
②脆性材料比塑性材料抗粘性高。
③材料表面越光滑，磨损量越小；
④润滑质量越好，磨损越小；
⑤运动速度越高、负荷越大，磨损越严重；
3、措施
保证合理的装配间隙；
正确选用摩擦副材料：选用性质不相近的材料，选用多相金属或金属化合物，选用脆性材料；
适时更换润滑油，确保润滑质量；
对摩擦表面适当处理（渗碳、镀铬等），提高表面硬度。
三、疲劳磨损
1、定义
齿轮、凸轮、滚动轴承座圈经过一定时间的使用后，在摩擦面会出现麻点或洼坑。这种在滚动或滚动加滑动摩擦中，由于接触应力反复作用，使摩擦表面产生的磨损和剥落的现象称为疲劳磨损。
表面疲劳磨损与一般疲劳断裂破坏是不同的，前者是伴随着摩擦与磨损的表面塑性变形、发热，以及受到润滑油流体楔入作用（裂纹与运动同向）对材料引起的破坏。
2、疲劳磨损机理：
裂纹的产生（三种情况）；裂纹的扩展直至微粒脱落：
产生于摩擦表面：零件表面因疲劳而出现微裂纹后，其沿与表面呈锐角扩展在润滑油的劈开作用下，扩展加速，直至脱落，形成麻点坑。
产生于次表面：当最大剪切力发生在一定深处，又恰遇此处强度低或有缺陷，则产生裂纹，最终脱落形成截锥状麻点坑。
产生于强化层和心部过渡区：因存在残余应力所致；特征:先是小麻点剥落,后成大范围剥落,形成表层压碎现象。
3、减轻表面疲劳磨损的途径