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(jī)加工過(guò)程中暴露出來(lái)的純凈表面，如果不加處理，很快就會(huì)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(guò)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(guò)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(huì)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(duì)這一層擴(kuò)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(shí)由于材料的熔融和塑性流動(dòng)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(rùn)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(guò)程中，表層膜的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及破裂、再生的規(guī)律對(duì)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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