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机件磨损原因主要在于:用以黑色金属(钢和铸铁)为基体的合金制造机械零件,特别是摩擦零件是不适宜的。因为:
  1. 合金属于化学不稳定材料
  钢是多种元素的固溶体,这些元素在生产过程中导致化学不稳定状态,而且这一固溶体混合很差。只要在板材的各点上或在棒料的各长度上取样进行化学成分分析你就会得到这个结论。添加剂和熔剂一方面使钢具有必要性能,另一方面它又是在结晶学水平上内应力的集中源和化学上最有害夹杂的生成源,这些杂质首先与其周围的元素发生化学反应。我还没有说在这些固溶体中有大量氢原子会导致摩擦表面发生氢致裂纹。氢在高炉和转炉中已经溶解到黑色金属中去了。
  2. 经受电化学腐蚀
  仔细观察可见机械零件在工作时发生相对运动,轴以不同速度旋转或者摩擦副中有一个是不动的。这就造成在零件摩擦表面上产生不同的电位,在接触点上产生电场,摩擦表面上发生化学反应的速度急剧加快。加入机械中为防止其磨损的润滑油是这些反应产物的转移因素。应补充的是,更为严重的情况在于摩擦接触表面的化学成分不同,在摩擦表面上存在产生于铁和专门加入到钢中的成分和熔剂晶体之间的微电场。再有就是氢致裂纹造成的破坏。电化学腐蚀的作用导致摩擦表面的结构变的疏松,丧失其原始强度,从而进一步加剧了电化学反应的速度。迄今为止人们依旧使用黑色金属制造机械零件,这就无法避免电化学腐蚀的发生。
  电化学反应造成破坏的最明显例子便是钢制轴颈在其与密封接触处的磨损。
  3. 零件重量相对较大
  为了得到相当的结构强度和一定的保险系数,绝大部分黑色金属品种的物理—机械性能要求金属用量较大。这就造成启动时载能体的损失。在市内和公路行驶时耗油量的差别就可说明这一问题。
  4. 不能“干”摩擦
  在焊合处金属很快发生擦伤、回火及各种损伤。因此由黑色金属制成的结构要求在摩擦表面之间必须加有使其分隔和降温的润滑材料。润滑油通过专门油路系统供油,使机械结构更趋复杂和更加笨重。
  5. 黑色金属加工工艺复杂
  我们只谈到涉及广泛应用的工序——金属的车削和磨削加工。因为在多数情况下零件在完成这些工序后即为成品,也因为我们对这些零件的表面状态(在未来与类似表面相接触)感兴趣。注意观察车削过程可见,这只是表层位移变成切屑而已。在车刀后方我们见到的是有大量对车刀行程垂直的断裂痕迹的切削表面,——这些微裂纹在未来只会扩展和深入。当然,车刀后面的情况是不相同的,如车刀的刃磨如何?是什么型号的车刀?金属的种类?最后,还有机床主轴轴承的间隙如何?总的来说,是表面遭到了破坏。磨削对零件工作表面的破坏情况大同小异。我想说的就是,应用最广泛的金属加工工艺——车削和磨削破坏了零件的工作表面,使其在未来加速磨损。这里还有人的因素。事实上并不是所有的工人在车削时都能避免使用尖锐车刀和使用正确刃磨的车刀。
  这些情况是长期形成的,与我们的关系不大,人们一直在寻找解决的出路,但是至今尚未找到合适的黑色金属的代用材料。

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