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            材料越硬就代表越耐磨嗎?

            所屬分類:公司新聞    發布時間: 2020-09-14    作者:admin
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            對于純物質材料來說,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,實驗室測量某種材料的耐磨性能會用下面這臺儀器:

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


            通常,我們用一個壓頭把材料的表面壓出一個壓痕,測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~非常講道理的一個測試方法。以上我們通常把它叫做顯微硬度,但這里的測量有一個問題,就是完全沒有考慮這個硬度是由材料的哪些組成部分貢獻的,比如工具鋼和鉻合金鑄鐵,用這個方法測量硬度都是600 BHN,但是這兩種材料的顯微結構完全不同。


            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材料都是等大的晶粒,而每個晶粒的硬度幾乎一樣,所以這個600 BHN基本就是這個材料任何一個地方的硬度;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,可以達到1200 HBN,而鑄鐵的基體卻及其軟,只有不到200 HBN,所以對于鉻合金鑄鐵來說,這600 HBN來自于基體和碳化鉻的加權平均。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到(b)圖中材料的1/5,因為即使(b)的基體非常軟,大量分布的堅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,反應的是材料的宏觀性能而忽略了很多微觀結構的信息,這也是我們使用宏觀硬度衡量不同材料間性能會出現bug的原因。

            綜上,對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,當然也不乏例外。而且比較不同材料間的硬度和耐磨性時,一定要同時考慮材料成分,顯微結構,處理過程,甚至是測量方法對結果的影響。否則,直接下結論地認為越硬越耐磨,一定會出現bug。


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