在自然条件下,金属及其合金的表面存在各种覆盖膜,如污染膜、吸附膜、氧化膜等。如下图所示:
1、污染膜厚度约0.03微米;
2、吸附膜(气、液分子膜)厚度约3~30×10-4微米;
3、氧化膜厚度约100~200微米,是空气中氧与金属发生氧化反应的产物,对摩擦、磨损有很大影响,根据氧化物的成分和膜厚,有的可以起到保护金属降低摩擦和磨损的作用,有的则增加摩擦、加速磨损。
4、毕氏层厚度约0.01微米
金属在机械加工过程中,表层分子的塑性流动或熔化沉积,在冷的下层材料上冷却硬化,形成一层分子无序排列的层,这个层被称作毕氏层。这是一种非常细的结晶或非结晶组织,厚度只有0.01微米左右,但硬度却很高,是自然形成的抗磨料磨损层;不过,因存在残余应力并有微观裂缝,对接触疲劳强度不利,也易渗入腐蚀介质,加速磨蚀磨损。
5、在毕氏层与正常晶体结构(金属基体)之间有一过渡层——加工变形层,它们是在金属加工过程中发生的残余变形,晶格受到扭曲,故硬度较高。
更多请参考:吸附和固体的表面膜一文。