微剥落或外貌损伤是一种外貌失效机制，常见于重载、非共形、滚–滑润滑接触的现代机械部件(如必发bifa和齿轮)。这种损伤由粗糙峰级别的转动接触疲劳引起，其爆发是由于转动接触时重复的粗糙峰应力波动，可用在转动外貌上形成的无数微裂纹及微剥落来表征，一样平常爆发在油膜厚度缺乏以完全脱离转动外貌的不良润滑条件(低Λ值)下，载荷划分由粗糙峰–粗糙峰接触和润滑剂遭受。由于目今的趋势是使用更稀薄的润滑剂来最大限度地改善机械部件的效率，重点关注的是相识微剥落征象，设计更能抗微剥落并遭受更高功率密度的转动外貌。

现今已将微剥落确以为一种外貌接触疲劳征象，其涉及稍微磨损与粗糙峰疲劳之间的竞争。通过修正外貌的跑合或去除疲劳质料层，稍微磨损可镌汰微剥落坑的形成。已证实：如抗磨、减摩、极压类添加剂对增强或推迟微剥落的形成具有主要作用。避免粗糙转动外貌磨损的添加剂可增强微剥落坑的形成，其一样平常维持高的外貌粗糙度幅值，因而可维持高的摩擦因数或增添摩擦因数，极大增添了微剥落的危害。相比之下，允许一定水平的跑合磨损或减小摩擦因数的添加剂常减小微剥落的危害。有关文献重点探索了ZDDP抗磨添加剂的作用，其对滑动摩擦有益，但对转动摩擦可能有害。最近的一项研究批注：微剥落的水平更取决于跑合磨损的水平，而非文献[5]所述的取决于最终形成的摩擦膜的厚度。在这种情形下，充分的跑合磨损会大大减小微剥落的危害。

然而，在缺少添加剂的情形下，其他因素(如运行工况、钢的外貌、冶金性能)受到更多的关注。若是Λ值很是低且缺少抗磨添加剂，则苛刻的接触条件一样平常会导致更高的微剥落甚至是磨损的危害。文献[13]以为微剥落的起始及扩展主要受事情应力控制
；文献[14]以为增添滑滚比会爆发长的滑动距离，从而加速微剥落。无论怎样，在抵达某个门槛值前，稍微磨损占主导职位并可镌汰微剥落损伤。另外，一样平常以为负滑动(较慢的运动外貌)对微剥落损伤的爆发及微剥落损伤的水平有害，这是由于增添了加压油效应，有助于翻开裂纹，只管有些研究给出相反的结论，即由于磨损较少，与负滑动相比，正滑动会使微剥落损伤生长得更快。

除运行工况外，重点研究了外貌形貌及质料的作用。研究显示：外貌粗糙度是微剥落的主导缘故原由，粗糙–平滑接触对较平滑外貌有害。在这种情形下，粗糙外貌诱发平滑外貌的疲劳微循环，因而增进微剥落损伤。由另一外貌粗糙度引起的应力波动一样平常仅爆发在平滑外貌。另外，粗糙峰相对转动偏向的取向对微剥落的水平有主要影响，与纵向粗糙峰相比，横向粗糙峰更有害
；粗糙峰横向列置诱发应力波动并加速微剥落损伤。

另外重点思量的是钢材及其性能(如硬度)。必发bifa及齿轮外貌应具有足够高的硬度(58~66 HRC)以遭受较高的Hertz接触应力(>1 GPa)。转动接触疲劳寿命一样平常与硬度水平成正比，从Olver研究严重微剥落损伤最先，以前的研究批注：泛起微剥落损伤时，外貌硬度起主要作用。在这种情形下，微剥落损伤是云云严重，以致快速的质料损失不是由于古板磨损，而是由于转动接触疲劳，其导致高的磨损率，最后是尺寸的损失。当试样的硬度软于对偶件的硬度时会加速严重微剥落磨损，硬的对偶件坚持高的塑性指数(在对偶件上引起塑性变形的能力)，进一步损伤软的试样。在思量仅稍微剥落损伤(即外貌疲劳与稍微磨损处于竞争状态)时，Oila等的研究批注较硬的钢外貌导致更早的微剥落起源，然而其扩展速率显着慢于软外貌。最近，Vrcek 等开发了一种用盘–盘安排来研究微剥落及磨损性能的要领，效果显示：关于同样处于较高硬度水平的两较硬外貌，由于较小的稍微磨损而爆发最严重的微剥落损伤。另外，若是粗糙的对偶件较软，则硬度差完全可消除微剥落损伤。然而，为了更深入相识硬度对外貌损伤(即微剥落及磨损征象)的影响以便选择质料及其热处置惩罚，则需更进一步的研究。

Aleks Vrcek等的研究重点在于不良润滑条件下外貌损伤(即微剥落及磨损损伤)中外貌硬度差的主要性。使用3种必发bifa钢举行2种热处置惩罚(即外貌感应硬化(SIH)及全淬硬(TH))，重点突出应用SIH热处置惩罚在外貌及次外貌区域引入有益的剩余压应力给零件的疲劳带来的利益。效果建议：当爆发微剥落时，在外貌硬度水平坚持一致的情形下，选择合适的热处置惩罚比选择更好的必发bifa钢因素更为主要。

Aleks Vrcek等在界线润滑条件下用盘-盘试验安排表征差别钢种的外貌损伤(即微剥落及磨损)，由3种必发bifa钢种制作的经SIH处置惩罚的粗糙对偶件划分与TH处置惩罚的G3及SIH处置惩罚的G55钢平滑试样接触
；谑匝樾Ч贸鋈缦陆崧:

1)运动较快的粗糙外貌仅经受稍微磨损及塑性变形，不管其相对平滑外貌的相对外貌硬度值怎样。然而，运动较慢的平滑外貌经受差别的损伤模式，取决于试样与对偶件的外貌硬度差。另外，对偶件的质料对G3钢试样的微剥落或磨损无显著影响，其仅取决于相对硬度。

2)对平滑试样，判别出3种主要外貌损伤模式状态:若是试样较硬，则仅爆发稍微磨损
；若是试样与对偶件硬度相同，则微剥落及稍微磨损同时保存
；若是试样较软，则外貌经受严重微剥落磨损，比磨损率可高达前2种状态的50倍。

3)在类似的硬度水平下，SIH处置惩罚的G55试样比TH处置惩罚的G3试样具有更好的外貌疲劳抗力。当硬度差约为140 HV₁(G55)及30HV₁(G3)时爆发从微剥落向严重微剥落磨损的转变。

4)为了研究在差别硬度差下试验时试样外貌下裂纹的形貌及G55疲劳性能优于G3的潜在缘故原由，需信举行进一步的冶金学测试。

（内容为节选，参考文献略）

Micro-Pitting and Wear Characterization for Different Rolling Bearing Steel:Effect of Hardness and Heat Treatments

泉源：《Wear》,2020,458-459:203404.

作者：Aleks Vrcek 等

翻译：刘亚枫

校对：刘光

整理、排版：必发bifa杂志社

（泉源：必发bifa杂志社）

    轴研所公众号          必发bifa杂志社公众号