当摩擦副两对偶表面作相对滑动时，由于粘着致使材料从一个表面转移到另一表面或材料从表面脱落而引起的磨损现象，统称粘着磨损。 1．磨损机理 由于摩擦副两对偶表面间实际接触面积很小，接触点应力很高，接触点温度有时高达1000℃，甚至更高，而基体温度一般较低，因此一旦脱离接触，其接触点温度便迅速下降（一般情况下接触点高温持续时间只有几ms)。摩擦副对偶表面处于这种高温和高应力状态下，润滑油膜、吸附膜或其它表面膜则发生破裂，使接触微峰产生粘着，随后在滑动中粘着点被剪断。由于相对运动使表面膜破坏更严重、更易粘着。这种粘着、剪断、再粘着的交替过程就构成了粘着磨损。粘着点的剪断位置决定粘着磨损的严重程度，按粘着磨损的严重程度，可将粘着磨损分为以下几类（设摩擦副的两个基体A与B以及粘着点AB的抗剪强度依次为τA、τB、τAB，其中τA ＜τB。 (1)轻微磨损 若τAB＜τA＜τB,则剪切发生在粘着．界面，材料转移极微，磨损很轻。通常在金属表面具有氧化膜、硫化膜以及其它表面膜时，发生此种粘着磨损，如缸套一活塞环副的正常磨损。 (2)徐抹 若τA＜τAB＜τB ,则剪切发生在A的表面浅层内，被剪切下的材料涂抹在B的表面上，并形成很薄的涂层，随后变为A材料之间的摩擦。由于表层的冷作硬化，剪切仍发生在A的浅表层，其磨损程度比轻微磨损略大，摩擦因数与轻微磨损相当，如重载蜗杆一蜗轮副的磨损常为此种情况（蜗轮表面的铜涂抹在蜗杆表面上）。
(3)擦伤 若τA＜τB＜τAB，则剪切发生在A的亚表层内（有时也发生在B的亚表层内），被剪切下的材料转移到B表面上而形成粘着物，这些粘着物又擦伤A表面，如内燃机中铝活塞一缸套副常发生这种粘着磨损。
(4)胶合 若τA<τB<τABpcti，且接触点局部温度较高和接触应力很大，则剪切发生在一方或双方基体较深层处，这时表面将沿着滑动方向呈现明显的撕脱。这是一种危害性极大的磨损（容易发展变为咬死），有时会突然发生，所以一定要预防。通常高速重载摩擦副或相同金属材料组成的摩擦副易出现这种磨损。齿轮副、蜗杆一蜗轮副及凸轮一挺杆副等，都有可能发生这种磨损。
(5)咬死 粘着点抗剪强度相当高，表面瞬时闪发温度也相当高，粘着面积很大，粘着点不能剪断而造成相对运动中止的现象。咬死现象是胶合磨损最严重的表现形式，如主轴一轴瓦副有时会发生这种现象。
2.影响磨损的因素
(1)材料性质 脆性材料的抗粘着磨损能力比塑性材料高。塑性材料的粘着破坏常发生在表层深处，磨屑：的颗粒大；而脆性材料的粘着破坏常发生在表层浅处，磨屑的颗粒细小。材料的屈服点或硬度愈高，其抗粘着磨损能力也愈强。
不同材料或互溶性小的材料组成的摩擦副，比相同材料或互溶性大的材料组成的摩擦副的抗粘着磨损能力高，如铁与镍、铝相溶，则不能配对成摩擦副；铅、锡、银、铟与铁不相溶，所以常用这几种金属的合金作轴瓦。
金属与非金属（如石墨、塑料等）组成的摩擦副比金属摩擦副的抗粘着磨损性能好。
(2)表层性质 采用表面处理工艺使摩擦副对偶表面互溶性减少，从而避免同种金属相互接触，可提高抗粘着磨损能力。如电镀、表面化学热处理、表面合金沉积、喷镀、刷镀和堆焊等工艺，都可提高抗粘着磨损能力。
(3)表面平均压力 表面平均压力，即法向载荷除以名义接触面积。当表面平均压力低于σs时，磨损度稳定不变；当表面平均压力超过σs时，磨损度急剧增大，由缓慢磨损转变为剧烈磨损，严重时发生咬死现象。这是因为表面平均压力低于σs时，相互接触的微峰下的塑性变形区绝大多数是相互独立的，这时实际接触面积与法向载荷成正比，而接触应力不
会因法向载荷的增大而增大；当表面平均压力超过σs时，相互接触的微峰下的塑性变形区相互作用，整个表层都呈塑性流动状态，这时实际接触面积不再随法向载荷的增加而增大，极易出现胶合磨损现象。
(4)滑动速度 在表面平均压力一定的情况下，粘着磨损和磨损率随滑动速度的增大而增大，到了某一极大值后，又随滑动速度的增大而减小。有时随滑动速度的变化，磨损类型也发生变化。
制卡机产生上述现象是因为最初滑动速度的增大主要使表面温度升高而将部分表面膜破坏和使摩擦副的强度降低，粘着磨损增加，相应其磨损率也就增大；当因速度增大而使表面温度高于某一值后，在表面易形成一层氧化膜而阻止金属表面的大面积接触，一从而使粘着磨损减少，相应其磨损率也就减小。另一方面，因滑动速度升高而产生热量使表层软化而基体并不软化，也可使磨损减轻。
(5)温度 温度对粘着磨损的影响主要表现在三个方面：一是破坏表面膜，使之产生新生面的直接接触；二是使金属处于回火状态，降低了表面硬度；三是使材料局部区域温升过高，以致该区域摩擦副对偶表面产生熔化。这三点都将促使粘着磨损产生并加重，故选用热稳定性高的金属材料（如硬质合金等）或加强冷却等措施，是防止因温升而产生粘着磨
损的有效办法。
(6)表面粗糙度 一般说来，摩擦副对偶表面粗糙度值越小，其抗粘着磨损能力就越强。但过分地降低表面粗糙度值，因润滑剂在对偶表面间难以储存又会促进粘着磨损。新机器的合理跑合是降低表面粗糙度值，减少早期粘着磨损的有效措施之一。
蛭石板>led防水模组 (7)润滑 润滑状态对粘着磨损的影响很大，如边界润滑状态下的粘着磨损比液体润滑严重，而液体动压润滑状态下的粘着磨损比液体静压润滑大些。这是由于摩擦副两对偶表面间润滑膜的作用特性不同而决定的。若在润滑剂中加入极压添加剂，即使在同样的润滑状态下，也能成倍地提高相对耐磨性。
磨粒磨损
由外界硬质颗粒或硬表面的微峰在摩擦副对偶表面相对运动过程中引起表面擦伤与表面材料脱落的现象，称为磨粒磨损。其特征是在摩擦副对偶表面沿滑动方向形成划痕。
1.磨损机理
关于磨粒磨损机理，现在主要有三种学说。
(1)微观切削 赫罗绍夫等人认为，磨粒磨损主要是由子磨粒在金属表面发生微观切削作
用引起的，法向载荷将磨粒压入表面，相对运动时磨粒对表面产生犁刨作用，因而形成磨屑和磨痕。
(2)疲劳破坏 克拉盖尔斯基等人认为，磨屑从金属表面上一次被切削下来的情况是很少的，大部分是通过载荷的重复作用而导致表面疲劳破坏，使小颗粒材料从表层剥落下来而形成磨屑和磨痕。
(3)挤压剥落 纽康姆等人认为，磨粒磨损过程好似钢球在载荷作用下压入软金属表面并在其上划过一样。磨粒压入表面移动时，使表面发生严重的塑性变形，压痕两侧的材料受到损伤，因而极易从表面挤出或剥落下来形成磨屑。
实际上，以上几种现象可能同时存在，这是因为只有边缘尖锐的磨粒才能起到切削作用。其余磨粒则发挥挤压剥落与疲劳破坏的作用。至于哪个起主要作用，则因具体情况不同而异。
2.影响磨损的因素
(1)硬度 磨粒硬度HO与被磨材料硬度H之间的相对值会影响磨粒磨损的特性，如图1所示。当H0＜(0. 7～1) H时，将不会产生磨粒磨损或产生轻微磨损；当H0＞H钢水密度以后，磨损度随H0值的增大而增大；若HO值更大时，将产生严重磨损，但磨损度不再随H0值的增大而
变化。
图2所示是赫罗绍夫等人对金属的相对耐磨性的研究结果。图2a可以说明，纯金属及未经热处理的钢，其相对耐磨性与该材料的自然硬度成正比；图2b表明，经热处理的钢，其相对耐磨性随热处理硬度的增大而线性地增大，但比未经热处理的钢要增大得慢一些；从图2b还可发现，钢的含碳量及碳化物生成元素（如锰、铬、钼等）的含量愈高，其相对耐磨性越大；由图2c可知，金属材料经不同程度的冷作硬化，可提高其硬度，但不能改善其相对耐磨性。相对耐磨性与冷作硬化的硬度无关，是因为磨粒磨损中的犁沟作用本身就是强烈的冷作硬化过程。因热处理提高的硬度，其中一部分是因冷作硬化而得来的，故用热处理提高材料相对耐磨性的效果不很显著。
图1 相对硬度的影响
图2 材料硬度影响
a)退火状态的工业纯金属和钢的硬度与相对耐磨性的关系
分子筛膜
b)经热处理所获得的不同硬度和相对耐磨性的关系
c）加工硬化对相对耐磨性的影响
1- 黄铜 2- 铝青铜 3-铍青铜 4-1Cr18Ni9奥氏体不锈钢
5-45钢经五种热处理制度获得不同硬度后冷作硬化
奥勃尔试验表明，材料硬度增大时其磨损减轻，而材料弹性模量减小时其磨损也减轻。他认为，这是因为弹性模量减小时，摩擦副对偶表面的贴合情况有所改善而使接触应力降低，同时当表面间有磨粒时，会因弹性变形而允许其通过，因此可减轻磨损。如用于船舶螺旋桨中的水润滑橡胶轴承，在含泥沙的水中工作时，比弹性模量较大的材料（如青铜等）制成的轴承具有更高的抗磨粒磨损能力。通常可用材料硬度与弹性模量的比值H/E的大小来估计其相对耐磨性的高低，即材料的H/E值越大，其相对耐磨性也越高。
(2)磨粒尺寸 试验表明，一般金属的磨损率随磨粒平均尺寸的增大而增大，但磨粒到一定临界尺寸后，其磨损率不再增大。磨粒的临界尺寸随金属材料的性能不同而异，同时它还与工作元件的结构和精度等有关。有人试验得出，柴油机液压泵柱塞摩擦副在磨粒尺寸为3～6μm时磨损最大，而活塞对缸套的磨损是在磨粒尺寸20μm左右时最大。因此，当采用过滤装置来防止杂质侵入摩擦副对偶表面间以提高相对耐磨性时，应考虑最佳效果。
(3)载荷 试验表明，磨损度与表面平均压力成正比，但有一转折点，当表面平均压力达到并超过临界压力pc时，线磨损度随表面平均压力的增加变化缓慢，对于不同材料，其转折点也不同。
表面疲劳磨损
摩擦副两对偶表面作滚动或滚滑复合运动时，由于交变接触应力的作用，使表面材料疲劳断裂而形成点蚀或剥落的现象，称为表面疲劳磨损（或接触疲劳磨损）。
如前所述，粘着磨损和磨粒磨损，都起因于固体表面间的直接接触。如果摩擦副两对偶表面被一层连续不断的润滑膜隔开，而且中间没有磨粒存在时，上述两种磨损则不会发生。但对于表面疲劳磨损来说，即使有良好的润滑条件，磨损仍可能发生。因此，可以说这种磨损一般是难以避免的。
1．磨损机理
表面疲劳磨损形成的原因，按照疲劳裂纹产生的位置，目前存在两种解释。
(1)裂纹从表面上产生 摩擦副两对偶表面在接触过程中，由于受到法向应力和切应力的反复作用，必然引起表层材料塑性变形而导致表面硬化，最后在表面的应力集中源（如切
削痕、碰伤、腐蚀或其它磨损的痕迹等）出现初始裂纹，如图1所示，该裂纹源以与滚动方向小于45°的倾角由表向内扩伸。当润滑油楔入裂纹中后，若滚动体的运动方向与裂纹方向一致，当接触到裂口时，裂口封住，裂纹中的润滑油则被堵塞在裂纹内，因滚动使裂纹内的润滑油产生很大压力将裂纹扩展，经交变应力重复作用，裂纹发展到一定深度后则成为悬臂梁形状，在油压作用下材料从根部断裂而在表面形成扇形的疲劳坑，造成表面疲劳磨损，这种磨损称为点蚀。点蚀主要发生在高质量钢材以滑动为主的摩擦副中，这种磨损的裂纹形成时间很长，但扩展速度十分迅速。
(2)裂纹从表层下产生 两点（或线）接触的摩擦副对偶表面，最大压应力发生在表面，最大切应力发生在距表面0. 786a (a是点或线接触区宽度的一半）处。在最大切应力处，塑性变形最剧烈，且在交变应力作用下反复变形，使该处材料局部弱化而出现裂纹。裂纹首先顺滚动方向平行于表面扩展，然后分叉延伸到表面，使表面材料呈片状剥落而形成浅凹坑，造成表面疲劳磨损，这种磨损常称为鳞剥。若在表层下最大切应力处附近有非塑性夹杂物等缺陷，造成应力集中，则极易早期产生裂纹而引起疲劳磨损，这种表面疲劳磨损主要发生在以滚动为主的一般质量的钢制摩擦副中。这种磨损的裂纹形成时间较短，但裂纹扩展速度较慢。这种从表层下产生裂纹的疲劳磨损通常是滚动轴承的主要破坏形式。
图1 表层裂纹扩展
滚动接触疲劳磨损要经过一定的应力循环次数之后才发生明显的磨损，并很快形成较大的磨屑，使摩擦副对偶表面出现凹坑而丧失其工作能力；而在此之前磨损极微，可以不计。这与粘着磨损和磨粒磨损从一开始就发生磨损并逐渐增大的情况完全不同。因此，对滚动接触疲劳磨损来说，磨损度或磨损率似乎不是一个很有用的参数，更有意义的是表面出现凹坑前的应力循环次数。
2.影响磨损的因素
(1)材料性能 钢中的非塑性夹杂物等冶金缺陷，对疲劳磨损有严重的影响。如钢中的氮
化物、氧化物、硅酸盐等带棱角的质点，在受力过程中，其变形不能与基体协调而形成空隙，构成应力集中源，在交变应力作用下出现裂纹并扩展，最后导致疲劳磨损早期出现。因此，选择含有害夹杂物少的钢（如轴承常用净化钢），对提高摩擦副抗疲劳磨损能力有着重要意义。在某些情况下，铸铁的抗疲劳磨损能力优于钢，这是因为钢中微裂纹受摩擦力的影响具有一定方向性，且也容易渗入油而扩展；而铸铁基体组织中含有石墨，裂纹沿石墨发展且没有一定方向性，润滑油不易渗入裂纹。
(2)硬度 一般情况下，材料抗疲劳磨损能力随表面硬度的增加而增强，而表面硬度一旦越过一定值，则情况相反。
钢的芯部硬度对抗疲劳磨损有一定影响，在外载荷一定的条件下，芯部硬度越高，产生疲劳裂纹的危险性就越小。因此，对于渗碳钢应合理地提高其芯部硬度，但也不能无限地提高，否则韧性太低也容易产生裂纹。此外，钢的硬化层厚度也对抗疲劳磨损能力有影响，硬化层太薄时，疲劳裂纹将出现在硬化层与基体的连接处而易形成表面剥落。因此，选择硬化层厚度时，应使疲劳裂纹产生在硬化层内，以提高抗疲劳磨损能力。
齿轮副的硬度选配，一般要求大齿轮硬度低于小齿轮，这样有利于跑合，使接触应力分布均匀和对大齿轮齿面产生冷作硬化作用，从而有效地提高齿轮副寿命。
(3)表面粗糙度 在接触应力一定的条件下，表面粗糙度值越小，抗疲劳磨损能力越高；当表面粗糙度值小到一定值后，对抗疲劳磨损能力的影响减小。如滚动轴承，当表面粗糙度值为Ra0.32mm时，其轴承寿命比Ra0.63mm时高2～3倍,Ra0.16mm比Ra0.32mm高1倍，Ra0.08mm比Ra0.16mm高0.4倍，Ra0.08mm以下时，其变化对疲劳磨损影响甚微。如果触应力太大，则无论表面粗糙度值多么小，其抗疲劳磨损能力都低。此外，若零件表面硬度越高，其表面粗糙度值也就应越小，否则会降低抗疲劳磨损能力。
(4)摩擦力 接触表面的摩擦力对抗疲劳磨损有着重要的影响。通常，纯滚动的摩擦力只有法向载荷的1％～2％，而引入滑动以后，摩擦力可增加到法向载荷的10％甚至更大。摩擦力促进接触疲劳过程的原因是：摩擦力作用使最大切应力位置趋于表面，增加了裂纹产生的可能性。此外，摩擦力所引起的拉应力会促使裂纹扩展加速。
(5)润滑 试验表明：润滑油的粘度越高，抗疲劳磨损能力也越高；在润滑油中适当加入添加剂或固体润滑剂，也能提高抗疲劳磨损能力；润滑油的粘度随压力变化越大，其抗疲劳磨损能力也越大；润滑油中含水量过多，对抗疲劳磨损能力影响也较大。
此外，接触应力的大小、循环速度、表面处理工艺、润滑油量等因素，对抗疲劳磨损也有较大影响。
腐蚀磨损
摩擦副对偶表面在相对滑动过程中，表面材料与周围介质发生化学或电化学反应，并伴随机械作用而引起的材料损失现象，称为腐蚀磨损。腐蚀磨损通常是一种轻微磨损，但在一定条件下也可能转变为严重磨损。常见的腐蚀磨损有氧化磨损和特殊介质腐蚀磨损。
1．氧化磨损
除金、铂等少数金属外，大多数金属表面都被氧化膜覆盖着，纯净金属瞬间即与空气中的氧起反应而生成单分子层的氧化膜，且膜的厚度逐渐增长，增长的速度随时间以指数规律减小，当形成的氧化膜被磨掉以后，又很快形成新的氧化膜，可见氧化磨损是由氧化和机械磨损两个作用相继进行的过程。同时应指出的是，一般情况下氧化膜能使金属表面免于粘着，氧化磨损一般要比粘着磨损缓慢，因而可以说氧化磨损能起到保护摩擦副的作用。
2.特殊介质腐蚀磨损
在摩擦副与酸、碱、盐等特殊介质发生化学腐蚀的情况下而产生的磨损，称为殊殊介质腐蚀磨损。其磨损机理与氧化磨损相似，但磨损率较大，磨损痕迹较深。金属表面也可能与某些特殊介质起作用而生成耐磨性较好的保护膜。
为了防止和减轻腐蚀磨损，可从表面处理工艺、润滑材料及添加剂的选择等方面采取措施。
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