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材料越硬就代表越耐磨嗎?

所屬分類:公司新聞    發(fā)布時(shí)間: 2020-09-14    作者:admin
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對(duì)于純物質(zhì)材料來說,的確是這樣的:越硬的材料越耐磨。這里首先要了解材料的耐磨與否是如何定義的。通常情況下,實(shí)驗(yàn)室測(cè)量某種材料的耐磨性能會(huì)用下面這臺(tái)儀器:

其基本原理也非常簡(jiǎn)單,就是用一種硬度很高的材料作為參照材料(一般用沙子),與被測(cè)材料相互摩擦,然后測(cè)量被磨掉的材料的量。當(dāng)然,耐磨性很差的材料會(huì)被磨掉很多,而耐磨性能好的材料被磨掉的就會(huì)比較少。至于硬度,對(duì)于純物質(zhì)材料來說硬度越大,強(qiáng)度越高,微觀上分子(原子)間的鍵接越強(qiáng),那么原子被外力剝離的可能性就越低,自然就更耐磨。已經(jīng)對(duì)很多純物質(zhì)材料做過實(shí)驗(yàn),硬度和耐磨度之間甚至存在一個(gè)**的線性增長(zhǎng)的關(guān)系。西安耐磨鉻處理然而凡事總有例外,尤其對(duì)于我們當(dāng)今世界來說,純物質(zhì)材料已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人類社會(huì)的需要,而我們生活中的大部分材料,都是復(fù)合材料,包括高分子復(fù)材,合金等等。人類通過把不同的物質(zhì)混合在一起再進(jìn)行加工,獲得了純物質(zhì)材料遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法企及的優(yōu)良性能,但是在這個(gè)過程中,隨著材料變得越來越復(fù)雜,從材料各種性能之間的關(guān)系就變得越來越不確定,要研究諸如耐磨性和硬度間的關(guān)系,單單從強(qiáng)度方面入手就顯得遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,還要考慮包括成分,顯微結(jié)構(gòu)等更多維度的變量。這里舉一個(gè)非常簡(jiǎn)單且有普遍性的例子,就是鋼。


通常,我們用一個(gè)壓頭把材料的表面壓出一個(gè)壓痕,測(cè)量壓痕大小換算成硬度。軟的材料壓痕大,硬的材料壓痕小,嗯~非常講道理的一個(gè)測(cè)試方法。以上我們通常把它叫做顯微硬度,但這里的測(cè)量有一個(gè)問題,就是完全沒有考慮這個(gè)硬度是由材料的哪些組成部分貢獻(xiàn)的,比如工具鋼和鉻合金鑄鐵,用這個(gè)方法測(cè)量硬度都是600 BHN,但是這兩種材料的顯微結(jié)構(gòu)完全不同。


如上圖所示,左邊圖(a)的是工具鋼的顯微照片,西安耐磨鉻處理整個(gè)材料都是等大的晶粒,而每個(gè)晶粒的硬度幾乎一樣,所以這個(gè)600 BHN基本就是這個(gè)材料任何一個(gè)地方的硬度;但是右邊的圖(b)的鉻合金鑄鐵則完全不同,它里面均勻分布了大量的碳化鉻,這些小顆粒非常的硬,可以達(dá)到1200 HBN,而鑄鐵的基體卻及其軟,只有不到200 HBN,所以對(duì)于鉻合金鑄鐵來說,這600 HBN來自于基體和碳化鉻的加權(quán)平均。所以可想而知,即便硬度相同,(a)圖中的材料耐磨性能只能達(dá)到(b)圖中材料的1/5,因?yàn)榧词梗╞)的基體非常軟,大量分布的堅(jiān)硬的碳化鉻顆粒才是耐磨的主力軍。因此,顯微硬度通常也被叫做宏觀硬度,反應(yīng)的是材料的宏觀性能而忽略了很多微觀結(jié)構(gòu)的信息,這也是我們使用宏觀硬度衡量不同材料間性能會(huì)出現(xiàn)bug的原因。

綜上,對(duì)于我們生活中的各種材料,在理論上硬度和耐磨性的確是呈正相關(guān),當(dāng)然也不乏例外。而且比較不同材料間的硬度和耐磨性時(shí),一定要同時(shí)考慮材料成分,顯微結(jié)構(gòu),處理過程,甚至是測(cè)量方法對(duì)結(jié)果的影響。否則,直接下結(jié)論地認(rèn)為越硬越耐磨,一定會(huì)出現(xiàn)bug。


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