金屬的摩擦與磨損和它的表面層結(jié)構(gòu)有關(guān)。圖3-15所示為金屬表層的一般結(jié)構(gòu)示意圖。固體的表面是指純凈的理想表面，（高溫油泵）例如機加工過程中暴露出來的純凈表面，如果不加處理，很快就會被周圍介質(zhì)所污染，所成各種膜。在金屬表面以內(nèi)，也因加工過程而形成不同性質(zhì)的層。在表面外層和表面內(nèi)層的各種物理和化學(xué)膜及層的性質(zhì)是不同的。在表面以下是一種加工變形層，包括畢氏層（Beilby layer）有變形層。畢氏層是一種非結(jié)晶層。它是在拋光過程中所形成的，既有金屬變形，又產(chǎn)生氧化分子，約70~100厚（1=10-10m；104=1μm）。

圖3-15  金屬表層的一般結(jié)構(gòu)

根據(jù)加工方式的不同，變形層的厚度也不同。晶粒會細(xì)化。表面晶粒細(xì)化層和材料結(jié)構(gòu)的變化層深達(dá)幾十微米。粗加工對這一層擴展得更深些，甚至幾百微米。變形層由于硬化的作用而具有較高的硬度。畢氏層是在表面加工成形時由于材料的熔融和塑性流動而形成的薄層。根據(jù)環(huán)境的不同，在表面以上有三種薄膜組成。zui薄的是一種化學(xué)吸附膜。其次是單分子層潤滑膜（普通臟污膜），這是zui基本的邊界層。zui厚的氧化膜，它是由復(fù)合的氧化物組成，越接近空氣，氧鐵比越高（Fe-FeO-Fe3O4-Fe2O3）。氧化膜的性質(zhì)和零件本身材料的性質(zhì)截然不同。在摩擦過程中，表層膜的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及破裂、再生的規(guī)律對摩擦性能影響很大。若摩擦主要發(fā)生在膜層內(nèi)，膜的存在使金屬摩擦表面不易發(fā)生粘著，則摩擦系數(shù)將降低，磨損可能減少。

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