黑龙江省专业技术人员继续教育知识更新培训专业课程函授学习材料(6)

而在区域VI形成的残余应用一般为压应力。在材料使用过程中，区域I至III的性质对于摩擦过程具有较大的影响，而区域V 至 VIII的性质对于磨损的影响很大。

2.3表面层性质

表面层性质可以简单分为以下三个方面，一是表面层的几何学性质，二是几何与物理化学二者同时相关的性质即几何物理化学性质，三是物理化学性质。 2.3.1 表面层的几何学性质 (1) 表面粗糙度

a) Ra b) Rz

图2-4粗糙度的表示方法 平均算数偏差Ra.

微观不平度十点高度Rz 在取样长度l内五个最大的轮廓峰高的平均值与五个最大的轮廓谷深的平均值之和。

(2) 结构缺陷 表面层的结构缺陷很多，不下三十多种，形成的原因各不相同如材料之间的相互作用、材料的应力变化和腐蚀等都可以产生缺陷。下面列举出一些常见的表面缺陷：机械损伤引起的缺陷Defects，配合的材料如摩擦副等作用引起的凹槽(Grooves) 刮痕 (Scratches)和，由于超出材料强度所引起的裂缝裂纹Cracks，以及表面的孔洞和孔隙等等， 2.3.2 几何物理化学性质

(1) 发射率 发射率是表征表面层做为一个热辐射体的主要参数。它是定义是物体通过表面向外辐射的电磁能与同温度的黑体在相同条件下所辐射的电磁能的比值。是在0与1之间变化的衡量物体辐射能力强弱的数值。分为总发射率εT和单色光发射率ε λ两种。

实际发射率与物体的表面状态(包括物体表面温度、表面粗糙度以及表面氧化层、表面杂质或涂层的存在)有关。 金属的发射率随表面温度的上升而增大，而非金属的发射率一般是随表面温度的上升而减小。金属的发射率比非金属的小得多。但是总的来说影响发射率的最主要因素为表面粗糙度和表面的物理化学组成。在红外检测活动中经常会用到发射率,它是检测仪器在检测过程中所测目标的能量与所收集到的能量所成的比例。

(2) 反射率 投射到物体上面被反射的辐射能与投射到物体上的总辐射能之比，称为该物体的反射率。这是针对所有波长而言，应称为全反射率，通常简称为反射率。表面层对反射率的影响因素与发射率完全一样，但是影响方式正好相反。一个粗糙的，黑色的，发生氧化和腐蚀作用的表面层一般具有较大的发射率，而

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一个光滑的，有光泽的表面一般具有较大的反射率。

不透明介质如镜面的反射率为100%，非镜面则与颜色、温度、光的属性等诸方面因素有关。透明介质的反射率的大小与光的入射角有关，入射角越大，反射率越大。例如，光从光密介质进入光疏介质时,当入射角达到临界角时,发生全反现象，小于临界角时，则是部分反射。通常来说，光线在临界面上的反射率仅与介质的物理性能，光线的波长，以及入射角相关。 在介质折射率连续变化的情况下（例如光线连续穿过两种不同折射率的玻璃时），由于在不同界面的反射光线产生干涉效应，其反射率还与介质厚度有关。从而我们可以通过设计特定厚度和特定折射率的涂层，来得到对特定波长光波有较大反射率或透过率的涂层。一个很重要的应用实例是眼镜，为了保护眼睛增加蓝紫光线的反射率降低其透射率，而在眼镜表面加涂一增加蓝紫光反射率的涂层。 2.3.3 物理化学性质 (1) 硬度

材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度。固体对外界物体入侵的局部抵抗能力，是比较各种材料软硬的指标。硬度是衡量金属材料软硬程度的一项重要的性能指标，它既可理解为是材料抵抗弹性变形、塑性变形或破坏的能力，也可表述为材料抵抗残余变形和反破坏的能力。硬度不是一个简单的物理概念，而是材料弹性、塑性、强度和韧性等力学性能的综合指标。硬度试验根据其测试方法的不同可分为静压法（如布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等）、划痕法（如莫氏硬度）、回跳法（如肖氏硬度）及显微硬度、高温硬度等多种方法。

洛氏硬度 一般以压痕塑性变形深度来确定硬度值指标。以0.002毫米作为一个硬度单位。当HB>450或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。根据试验材料硬度的不同，分三种不同的标度来表示： HRA：是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度极高的材料(如硬质合金等)。 HRB：是采用100kg载荷和直径1.58mm淬硬的钢球，求得的硬度，用于硬度较低的材料(如退火钢、铸铁等)。 HRC：是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度很高的材料(如淬火钢等)。

布氏硬度 布氏硬度(HB)一般用于材料较软的时候，如有色金属、热处理之前或退火后的钢铁。洛氏硬度(HRC)一般用于硬度较高的材料，如热处理后的硬度等等。 布氏硬度(HB)是以一定大小的试验载荷，将一定直径的淬硬钢球或硬质合金球压入被测金属表面，保持规定时间，然后卸荷，测量被测表面压痕直径。布氏硬度值是载荷除以压痕球形表面积所得的商。一般为：以一定的载荷将一定大小的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值(HB)，单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。测试载荷与测试钢球的直径需根据材料的实际性能再确定。 …… 此处隐藏：524字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……