（神华浙江国华余姚燃气发电有限责任公司 315400）
摘 要：目前来看，随着经济的发展，材料行业也随之发展起来。但是，由于金属材料暴露在空气中易被氧化或腐蚀，使得金属材料损坏严重，从而降低了产品质量；不仅如此，还对工业企业的声誉造成了影响，使工业企业的损失巨大。所以，必须通过分析金属材料的磨损形式及磨损机理，找到相应的解决方法，以此来降低由于金属材料的磨损而带来的危害，降低企业的经济损失。
关键词：金属材料；磨损；危害；原因；措施
一、金属材料磨损失效的危害
在金属材料存储及使用过程中，由于金属材料之间的成分构成不同，且在使用时对金属材料的拉、拖等移动方式都会使材料之间互相摩擦，因此就避免不了材料的磨损情况，造成材料的损耗。材料的磨损会使材料的结构、功能以及尺寸受到影响，从而这也是本文研究材料摩擦损耗的目的。在工业机械设备的运转过程中，周围环境相对而言较为恶劣，条件苛刻，同时机械设备往往是高速运转，所以，在机械设备工作时经常会有不少的杂物，如粉尘、水汽和其他有害气体，进入设备中，之后会和设备中的金属材料相互运动摩擦，如果这些杂物不能及时地清除，那么就会发生设备金属材料的摩擦损失。如果这种磨损积聚到一定程度，就会破坏设备各零件的相互协调运作，降低设备的各项性能，更有甚者会导致意外事故的发生，这不仅会损害企业的经济效益，还可能危害从业人员的人身安全。
二、金属材料磨损失效分析
1.金属材料磨损
金属材料磨损指的是不同的金属放置在一起，通过人力的作用使金属表面产生摩擦力，互相磨损的情况。但是，引起金属损耗的因素不止有摩擦力，还有相对的机械作用和化学反应，不同金属之间也会发生化学反应；但其主要影响材料损耗的因素还是摩擦力，且摩擦力的大小是受摩擦系数影响，系数越大摩擦力越大，从而损耗也就越多。在实际工况中，影响金属材料磨损的因素相对较多，具体包括环境因素，如温度、湿度以及介质等等；工作条件，如速度、运动方式、载荷等等；材料组成；润滑状况；工件表面的物理化学性质。通常情况下，这些影响因素中的任何一个出现细微的变化时，都会导致金属材料的磨损量发生改变，同时还可能使磨损机理出现变化。
2.金属材料的磨损失效过程分析
大体上可将金属工件的磨损分为以下三个阶段：（1）跑合阶段。此阶段通常是呈现在起步阶段，由于各类金属材料表面凹凸不平，有小颗粒似的凸起，使金属材料之间凸起的摩擦力增大，加速磨损的速度，最终会将小凸起磨平。与此同时，也增加了金属材料接触的面积，整块材料铺于另一材料上，摩擦力也随之减小，从而减慢了对材料的磨损速度。（2）稳定磨损阶段。该阶段一般出现在摩擦副的正常运行过程中。经过前一阶段的跑合之后，摩擦表面呈现出加工硬化，微观几何形状会发生一定程度的改变，并且实际接触面积也会有所增大，而压强则会显著降低，这给弹性接触创造了条件，此时磨损基本趋于稳定，而磨损量则会随着时间的延长而不断增大。（3）剧烈磨损阶段。当摩擦条件发生较大的变化时，导致磨损速度剧增，此时机械效率会大幅度下降，精度也会随之相应降低，并伴随出现异常的振动及噪声，最终变化导致零件完全失效，即磨损失效。
三、金属材料磨损失效的有效防护措施
1.增强金属表面的抗磨性
金属材料的抗磨性就是使金属材料在一定的摩擦范围内具有减小磨损的作用。以下就是几种有效增强金属抗磨性的常用方法：
（1）表面形状改变，并使其硬化。这种方法的使用主要是通过利用喷丸、冷挤压等机械方法，将金属材料的表面通过变形等进行改造，形成抗磨层，从而增加金属材料表面的硬度和抗磨强度。通过此种方法不仅可以方便快速的塑形，还可以使金属材料得到高效的利用。
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（2)表面热处理强化。该方法具体是指利用固态相变的原理，通过高温、快速加热的方式，对金属材料表面进行淬火。经过淬火之后的材料，不但耐磨性能够有所提升，而且还能提高抗疲劳强度，是一种比较理想的提高金属材料耐磨性的方法。
(3)化学热处理。该方法是借助一些外来元素的固态扩散渗入，改变金属材料表面层的化学成分，从而达到表面强化的目的。由于化学处理需要使用专门的设备，并且处理时间相对较长，加之成本较高，故此在实际中应用较少，仅在比较特殊的情况下使用。
(4)表面合金强化。利用金属材料表面的重新熔化与凝固，来获得预期的成分或是组织的一种表面处理技术。该方法主要是采用高能量密度的快速加热，使金属表层熔化，或是将覆盖在金属表层上的合金材料熔化，然后通过冷却的方式进行凝固，从而获得硬化层，这样金属表层便会具有足够的耐磨性。
(5）表面薄膜强化。这是一种通过物理或是化学的方法在金属材料的表面覆盖与基体材料不同的膜层，以此来形成耐磨层和抗腐蚀膜。常用的方法有电镀、气相沉积、离子注入等等。
2.改善工作环境
通过以往的数据显示，机械设备所所处的工作环境也是影响金属材料损耗的主要原因之一。因此，我们可以通过对所处的环境进行改进，降低材料的损耗程度。一般来说，首就是将工作环境整理工整，设施干净利落，这样在机械工作时避免产生对金属材料有化学性的物质，减少对材料的损害。其次，也要规划机械设备的正常工作时间，保证每天定时定点完成工作任务，不拖拉，这样不仅可以增强了金属的有效使用时间，还可以减少对设备的磨损，延长设备的使用期限。
3.优选金属材料
有关文献资料记载，金属材料本身的性质是磨损的决定性因素。为此，在工作环境良好的前提下，应当选择耐磨性能较高的金属材料。同时，当材料确定之后，可以通过上文中的方法对金属材料的表面进行强化处理，这样可以进一步提高材料的耐磨性。
4.定期进行润滑保养
对金属材料进行定期的润滑保养也是增强其抗磨损性能的有效途径之一。当机械设备使用一段时间之后，可以使用耐磨性较高的润滑油对金属材料进行保养，这样不但能够修复和改善金属本身的性能，从而增强其抗磨性，而且还能起到延长机械设备使用寿命的作用。
四、结语
由上文的分析可知，金属材料的磨损大大降低了金属的使用可靠性，同时减少了金属材料的使用寿命。所以，我们必须通过对金属材料磨损形式和机理的分析，采取合理的防护措施来增强金属材料的抗磨性，同时也要不断地研发新型耐磨金属材料，来降低金属材料磨损失效的可能性，这样才能避免工业生产中意外事故的发生，从而保证工业企业的经济效益和从业人员的人身安全。
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论文作者:易志波
论文发表刊物:《电力设备》2016年第4期
论文发表时间:2016/6/6
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