表面處理與磨潤學

將鋼(壓痕硬度 H = 2.0 GPa)的平坦塊體放在同樣鋼的板上,在表觀接觸面積10 cm²上施加1.0 kN的正向負荷。設接觸的突起全部發生塑性變形,以 Ar = W/H 估算真實接觸面積,其占表觀接觸面積的比例最接近下列何者?

  1. A約0.5%
  2. B約50%
  3. C約0.05%
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正確答案:C. 約0.05%

Ar = W/H = 1.0×10³/(2.0×10⁹) = 5.0×10⁻⁷ m² = 0.50 mm²。表觀面積為10 cm² = 1000 mm²,因此比例為 0.50/1000 = 5×10⁻⁴,約0.05%。即使看起來平坦的面,實際接觸的也只是突起尖端的極小部分,那裡承受等於硬度的高壓。約0.5%是把1 cm²換算成10 mm²而不是100 mm²的值,約50%是把硬度的單位當成MPa而不是GPa計算的值。真實接觸點局部的高壓,以及滑動產生的高溫,是黏著與磨耗的起點。

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