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機件磨損的原因分析
機件磨損原因主要在于：用以黑色金屬(鋼和鑄鐵)為基體的合金制造機械零件，特別是摩擦零件是不適宜的。因為：
1. 合金屬于化學(xué)不穩(wěn)定材料
鋼是多種元素的固溶體，這些元素在生產(chǎn)過程中導(dǎo)致化學(xué)不穩(wěn)定狀態(tài)，而且這一固溶體混合很差。只要在板材的各點上或在棒料的各長度上取樣進行化學(xué)成分分析你就會得到這個結(jié)論。添加劑和熔劑一方面使鋼具有必要性能，另一方面它又是在結(jié)晶學(xué)水平上內(nèi)應(yīng)力的集中源和化學(xué)上有害夾雜的生成源，這些雜質(zhì)先與其周圍的元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。我還沒有說在這些固溶體中有大量氫原子會導(dǎo)致摩擦表面發(fā)生氫致裂紋。氫在高爐和轉(zhuǎn)爐中已經(jīng)溶解到黑色金屬中去了。
2. 經(jīng)受電化學(xué)腐蝕
仔細(xì)觀察可見機械零件在工作時發(fā)生相對運動，軸以不同速度旋轉(zhuǎn)或者摩擦副中有一個是不動的。這就造成在零件摩擦表面上產(chǎn)生不同的電位，在接觸點上產(chǎn)生電場，摩擦表面上發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的速度急劇加快。加入機械中為防止其磨損的潤滑油是這些反應(yīng)產(chǎn)物的轉(zhuǎn)移因素。應(yīng)補充的是，更為嚴(yán)重的情況在于摩擦接觸表面的化學(xué)成分不同，在摩擦表面上存在產(chǎn)生于鐵和專門加入到鋼中的成分和熔劑晶體之間的微電場。再有就是氫致裂紋造成的破壞。電化學(xué)腐蝕的作用導(dǎo)致摩擦表面的結(jié)構(gòu)變的疏松，喪失其原始強度，從而進一步加劇了電化學(xué)反應(yīng)的速度。迄今為止人們依舊使用黑色金屬制造機械零件，這就無法避免電化學(xué)腐蝕的發(fā)生。
電化學(xué)反應(yīng)造成破壞的明顯例子便是鋼制軸頸在其與密封接觸處的磨損。
3. 零件重量相對較大
為了得到相當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)強度和一定的保險系數(shù)，絕大部分黑色金屬品種的物理—機械性能要求金屬用量較大。這就造成啟動時載能體的損失。在市內(nèi)和公路行駛時耗油量的差別就可說明這一問題。
4. 不能“干”摩擦
在焊合處金屬很快發(fā)生擦傷、回火及各種損傷。因此由黑色金屬制成的結(jié)構(gòu)要求在摩擦表面之間必須加有使其分隔和降溫的潤滑材料。潤滑油通過專門油路系統(tǒng)供油，使機械結(jié)構(gòu)更趨復(fù)雜和更加笨重。
5. 黑色金屬加工工藝復(fù)雜
我們只談到涉及廣泛應(yīng)用的工序——金屬的車削和磨削加工。因為在多數(shù)情況下零件在完成這些工序后即為成品，也因為我們對這些零件的表面狀態(tài)(在未來與類似表面相接觸)感興趣。注意觀察車削過程可見，這只是表層位移變成切屑而已。在車刀后方我們見到的是有大量對車刀行程垂直的斷裂痕跡的切削表面，——這些微裂紋在未來只會擴展和深入。當(dāng)然，車刀后面的情況是不相同的，如車刀的刃磨如何？是什么型號的車刀？金屬的種類？后，還有機床主軸軸承的間隙如何？總的來說，是表面遭到了破壞。磨削對零件工作表面的破壞情況大同小異。我想說的就是，應(yīng)用廣泛的金屬加工工藝——車削和磨削破壞了零件的工作表面，使其在未來加速磨損。這里還有人的因素。事實上并不是所有的工人在車削時都能避免使用尖銳車刀和使用正確刃磨的車刀。
這些情況是長期形成的，與我們的關(guān)系不大，人們一直在尋找解決的出路，但是至今尚未找到合適的黑色金屬的代用材料。