機械拋光表面摩擦后表面光學顯微鏡及電鏡分析技術
表面和表面下層
機械拋光表面的性質已經用光學及電子顯微鏡、用立體
電子掃描及電子衍射技術或接觸電阻測量法等研究過。
后一種技術能夠判定氧化的程度，而金相學則可以在試樣截
面上發現表面層和表面下層的性質。
有人已經用電子顯微鏡及x光的分析研究了鋼和
鋼滑動時的組織變化。并已觀察到滑動界面上有兩不同的層
次�？拷砻孢@一層如像金屬強烈的變形那樣顯出有高的位
錯密度。接近母體金屬的下一層為第二層，變形較不嚴重。
在這些層問的邊界擴散較容易，因而使鋼的含碳量下降。
在不同平面進行滑動時，表面形貌沒有明顯的變化。但
是，在低應力時，任何表面在滑動方向上都發現有模糊的條
紋，載荷增大后，條紋逐漸明顯起來。當作用的壓力達到約
為銅的剪切屈服應力的一半值時，在垂直于滑動方向的平面
上發現有表面損壞。從試樣的橫截面上發現這些損壞呈裂紋
狀，作者把它們叫作網紋。當再增加作用的應力時，裂紋和
碎裂就明顯起來，而銅就發生了塑性流動。當載荷增加超過
銅韻剪切屈服限時．嚴重的塑性變形和滑移帶很為明顯。
鋼在鋼上摩擦
根據觀察，當退火的工具鋼在淬硬的工具鋼上滑動
時，轉移過去的金屬膜在脫落以前先被氧化，而且磨屑產生
的速度決定于鋼的氧化速度。這與黃銅在鋼上摩擦不同，它
們的自由磨屑產生的速度則決定于金屬從銷釘轉移到圓盤上
的頻繁程度。然而，鋼摩擦副的磨屑形成仍是多階段的過
程。
磨損的進程用放射性物質示蹤技術來探測，接著用
光學及電子顯微鏡研究其表面。開始滑動時，銷釘的重量損
耗剛滿足于與圓盤幾何貼合的需要。然后，金屬就高速地從銷
釘上轉移到圓盤上去，涂敷的密度隨著滑動距離而增加。當整
個銷釘進入到在全軌道寬度上滑動時，接著就到達轉變階段，
此時金屬從較軟的銷釘到淬硬的圓盤上的轉移層的密度下
降。在這個階段中，銷釘以高速磨損，但是同時從圓盤上損耗
的金屬也相當大。等到系統的磨損到達平衡狀態，這時金屬的
轉移率和磨損率兩者都到達一常值。在10，000到20，000轉后
才到達平衡階段，此后銷釘和圓環的磨損率在同一數量級上。
較初的磨屑是從已經涂敷在圓環上的金屬脫落而成的。
在此階段，磨屑之所以較大，是垂直載荷只由較少數的接
觸點所支承之故。隨著滑動的延長，接點生長著且金屬的轉
移和磨損繼續進行著，但磨屑的尺寸卻逐漸變小。在較后階
段，看來另外一種磨損機理在起作用。雖然，金屬的轉移仍然
有，但磨損過程似乎與此無甚關系，且磨屑片的高度比下面
鋼的微凸體的高度還要大些。
