金属磨痕检测方法

　　金属磨痕检测(Metal Wear Debris Analysis 或 Surface Wear Scar Measurement)是评估摩擦磨损性能、润滑效果、材料耐久性的重要手段，广泛应用于润滑油监测、机械故障诊断、材料研发、发动机/齿轮/轴承测试等领域。

　　检测方法

　　1. 光学显微镜测量法(常用)

　　适用标准：SH/T 0189《润滑油抗磨性能测定法(四球机法)》、ASTM D4172

　　步骤：

　　将摩擦副(如钢球)清洗干净;

　　在光学显微镜(带测微目镜或数字成像)下观察磨斑;

　　测量磨痕直径(WSD, Wear Scar Diameter)，通常取两个垂直方向平均值。

　　精度：±5 μm(普通显微镜)，更高可用金相显微镜。

　　优点：操作简单、成本低、标准化程度高。

　　缺点：仅反映二维尺寸，无法获取深度或三维形貌。

　　2. 白光干涉仪 / 共聚焦显微镜(3D 形貌)

　　可获取磨痕的三维形貌、深度、体积、粗糙度(Ra, Rz);

　　计算磨损体积(Wear Volume)，更科学反映磨损程度;

　　适用于科研或高精度材料对比。

　　示例参数：

　　磨痕深度：1–50 μm

　　磨损体积：10⁴–10⁶ μm³

　　3. 扫描电子显微镜(SEM) + 能谱(EDS)

　　高倍观察磨痕微观形貌(裂纹、塑性变形、剥落);

　　EDS 分析磨痕区域元素，判断是否发生氧化、粘着转移、污染物嵌入;

　　用于失效分析或机理研究。

　　4. 轮廓仪(Profilometer)

　　接触式或非接触式测量磨痕截面轮廓;

　　输出 Ra、Rz、Rmax 等粗糙度参数;

　　适合较大面积或规则磨道(如往复摩擦试验)。

　　5. 铁谱分析(用于在用润滑油监测)

　　从润滑油中分离磨损颗粒;

　　通过显微镜观察颗粒形貌、尺寸、数量、成分;

　　判断设备处于正常磨损、磨粒磨损、疲劳磨损或腐蚀磨损阶段。

来源：网络