摩擦過程材料的相變

  相變是材料微結(jié)構(gòu)變化的另一種形式。材料的塑性流變由材
料的強(qiáng)度和所受到的載荷確定。而材料的相變的可能性，需用體
系的熱力學(xué)勢來判斷，相變的進(jìn)程用動力學(xué)方法分析。
摩擦學(xué)“白層”

  “白層”是摩擦過程中材料相和微結(jié)構(gòu)變化的一種形式，因難
于被腐蝕劑刻蝕，金相觀察為白色層而得名。一般認(rèn)為它是摩擦
表面二次組織形成帶來的一種典型強(qiáng)化效應(yīng)，具有很高的硬度，良
微觀組織的推測：(1)隱針馬氏體；(2)奧氏體一馬氏體；(3)由于
同外界的作用，金屬表面被氧氮富化；(4)潤滑劑中存在有碳、表
面碳化物富集。用x射線、電子顯微鏡等方法證實(shí)，白層是一種
復(fù)雜的多相的高彌散組織，含有奧氏體、馬氏體和碳化物。

  分析認(rèn)為導(dǎo)致白層形成的因素有摩擦熱、塑性變形、熱一機(jī)械
共同作用、再結(jié)晶、遷移和化學(xué)反應(yīng)。但目前尚不能給出形成
白層的臨界條件。白層會提高材料的耐磨性，卻大幅度降低疲勞
強(qiáng)度，造成這種差異的原因還不清楚。

  摩擦熱導(dǎo)致“白層”的觀點(diǎn)認(rèn)為，在機(jī)械沖擊脈沖作用下產(chǎn)生
的能量。以高速轉(zhuǎn)變成熱量，在摩擦中形成點(diǎn)熱源，在表面微區(qū)內(nèi)
造成淬火與回火效應(yīng)。高速的力學(xué)和熱學(xué)作用，如噴丸強(qiáng)化、激光
淬火、淬火鋼磨削加工和電火花加工等均會產(chǎn)生“白層”。

  熱力學(xué)可分析認(rèn)為，金屬干摩擦?xí)r，表面往往受到力和熱的脈
沖作用，它有助于金屬活化層中組織轉(zhuǎn)變和相變高速進(jìn)行。摩擦
時(shí)陜速的組織轉(zhuǎn)變和相變發(fā)生的條件是：(1)接觸區(qū)的加熱溫度超
過轉(zhuǎn)變所需的臨界溫度；(2)在塑性變形時(shí)的相變臨界點(diǎn)可能發(fā)生
明顯的變化；(3)與新相的形成有關(guān)的過程進(jìn)行速度取決于表層的
溫度梯度；(4)摩擦?xí)r的相變可能以微擴(kuò)散的方式進(jìn)行。

從材料組織學(xué)角度看，白層是一個(gè)奧氏體一馬氏體偽平衡系統(tǒng)。
由于晶體常數(shù)的差異形成馬氏體時(shí)二次奧氏體的點(diǎn)陣發(fā)生強(qiáng)烈的畸變
，導(dǎo)致白層具有極高的硬度。摩擦?xí)r相和組織的轉(zhuǎn)變?nèi)Q于材料性能
，宏觀和微觀形貌，機(jī)械脈沖的大小，接觸點(diǎn)存在時(shí)問等因素。柳巴
爾斯基等研究了滑動速度對摩擦相變及完成程度的影響

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