铁谱分析技术的特点就在于它不但能定量测量润滑油系统中大、小磨粒的相对浓度，而且能直接考察磨粒的形态、大小和成分，后者则更是它的长处。因此，在铁谱片上从数以百万计的千姿百态微观物质中准确地识别各类磨粒，便是每个运用铁谱技术开展设备故障诊断工作的人员所必须掌握的一门独特技术。

    试验表明：任何机器部件的磨损过程都可以分为三个阶段，而每个阶段中产生的磨粒各具特征。

    (1)磨合阶段：在一定载荷作用下，摩擦表面逐渐磨平，实际接触面积逐渐增大，磨损速度开始很快，然后减慢。这一阶段的磨屑是各种各样的。

    (2)稳定磨损阶段：经过跑合后，摩擦表面几何形状发生改变，形成了正常的磨合，磨合面形成剪切混合层，此时的磨损已稳定，摩擦表面的总磨损量与时间成正比地增加，但是单位时间的磨损量（或称磨损率）不随时间而变，此时部件磨损称为正常摩擦磨损，磨粒为正常摩擦磨损颗粒。

    (3)急剧磨损阶段：磨损过程后期，磨损速度急剧增加，摩擦表面温度往往急剧增高，金属组织也发生了很大变化，机械部件精度大大降低，很快导致失效，此时机器运转还伴随着异常的噪声和振动，这一阶段是故障诊断和失效预报的关键阶段。由于磨损的形式不同，磨屑颗粒也不同。

    识别磨粒可以判断摩擦副所处的状态，在此介绍几种主要磨屑类型的识别方法。

    1．正常摩擦磨损颗粒

    正常摩擦指机器在正常运转状态下所产生的磨损颗粒，这时的磨屑是指一些具有光滑表面的“鳞片”状颗粒，其尺寸范围为长轴尺寸从15μm到0. 5μm甚至更小，厚度在1～0.15μm之间。较大的磨屑长轴尺寸与厚度之比约为10:1;小磨屑长轴尺寸与厚度之比约为3：1。

    鳞片状摩擦磨损颗粒的形成机理如下：在机器正常运转中，当摩擦面正常磨合时，两摩擦面上都会形成一层特殊的表层，这一表层是由两摩擦面的金属结晶组织被“打碎”再“混合”而成的。该层厚约1μm，微晶范围约为30nm，该层显示出极高的延展性，它可沿表面滑动的距离为其厚度的数百倍，这一特殊表层被称为剪切混合层。正常的磨损颗粒就是该剪切混合层在摩擦力的反复作用下发生疲劳，产生小片剥落而形成的。剪切混合层不断剥落，又不断新生达到“动态平衡”，机器就处于正常摩擦磨损状态。如果表面滑动速度增加到使剪切混合层剥落速度比形成速度快，则磨损速度就会增大，而且最大的磨屑也从5～15μm变到50～200μm，从正常磨损过渡到急剧磨损阶段（其磨屑特征详见严重滑动磨损）。当润滑系统中存在有过量的杂质时，零件的磨损率可能在剪切混合层尚未被完全破坏时，就增大一个数量级以上。这时虽然还未发生灾难性破坏，但系统也会很快地磨损。

    2．切削磨损颗粒

    切削磨损颗粒的形状类似车床机加工产生的切屑，只是尺寸在微米数量级。

    产生切削磨损颗粒的原因大致有以下两种。

    (1)摩擦副中较硬的一方由于安装不良或出现裂纹，造成硬的刃边穿入较软的一方产生的磨屑。这种磨屑通常都比较粗大，平均宽度为2～5μm，长度为25～100μm。

    (2)润滑系统中的外来污染颗粒或是系统内的游离零件磨屑，均可嵌入摩擦副中较软的摩擦表面（例如铅／锡合金的轴承表面），在摩擦过程中产生微切削。这种方式产生的磨屑粒度与污染颗粒的粒度成正比。一般说来这种机理产生的磨屑厚度可小到0. 25μm，长度可达5μm。

    切削磨损颗粒是非正常磨损颗粒，对它们的存在数量需要重点监测。如果系统中大多数切削磨损颗粒的长度为几微米，宽度小于1μm，可以判定润滑油系统中有粒状污染物存在；如果系统中长度大于50μm的大切削颗粒快速增加，说明零件的损坏即将发生，应预报失效了。

    3．滚动疲劳颗粒（滚动轴承）

    这种颗粒通常产生于滚动轴承的疲劳过程中，它包括三种不同形态：疲劳剥离磨屑、球状磨屑和层次磨屑。

    (1)疲劳剥离磨粒是在点蚀或麻点形成时由剥离的实际材料构成的。磨屑的最大粒度可达l00μm，其长轴尺寸与厚度之比约为10:1。这种磨屑的表面光滑，有不规则的周边。如果系统中大于10μm的疲劳剥离磨粒有明显的增加，这就是轴承失效的预兆，可对轴承的疲劳磨损进行初期预报。

    (2)球状磨屑是在轴承的疲劳裂纹中产生的。一旦出现球状磨屑，就表明轴承已经出现了故障，有时甚至在疲劳剥离磨屑出现之前，球状磨屑就已经出现，这种球状磨屑的直径为1～5μm。产生球状磨粒的原因不只是滚动轴承的疲劳磨损，气蚀、焊接和磨削等加工工序也可能产生球状的金属颗粒，因此监测滚动轴承的疲劳磨损有必要区分球状磨屑和其他原因产生的金属球形颗粒。一般说来，球状疲劳磨屑都比较小，大量的磨屑直径小于3μm，而其他原因产生的球形金属颗粒的直径往往大于10μm，据此可对它们进行区分。

    (3)层次磨屑是第三种滚动疲劳磨屑，其粒度为20～50μm,长轴尺寸与厚度之比为30：1。这种层次磨屑很可能是因磨屑粘附于滚动元件的表面之后，又通过滚动接触辗压而形成的，在这类磨屑上经常可以见到空洞。层次磨屑在轴承的整个使用期内都会产生，但当疲劳剥落发生时，这种层次磨屑量会大大增加，并伴有大量球状磨屑产生。因此，如果系统中发现有大量层状磨屑和球状磨屑存在，并且还在继续增加，就应当预报滚动轴承已存在导致剥离的显微疲劳裂纹了。

    4.滚动一滑动复合磨损（齿轮系）

    齿轮的齿面在啮合过程中，相对滚动和滑动同时并存，所以齿轮的磨损形式包括滚动疲劳和黏着磨损两种。在节线处的磨损类型主要是疲劳、胶合和擦伤，其疲劳磨屑与滚动轴承所产生的磨屑有许多共同之处，通常都具有光滑的表面和不规则的外形，磨屑的长轴与厚度之比为(4:1)～(10:1)（依齿轮设计而定）。拉应力使疲劳裂纹在剥离之前向轮齿的更深处发展，促成块状磨屑（较厚磨屑）的产生。

    与滚动轴承相似，齿轮疲劳可产生很高比例的尺寸大于20μm的磨屑，但不会产生球状磨屑。

    齿轮的胶合是因载荷和速度过高时，摩擦副过热使油膜击穿，造成处于啮合状态的齿面发生黏着，摩擦表面被拉毛，这就更进一步导致了磨损的加剧。胶合区域一般发生在节线与齿顶或节线与齿根之间。这一现象一旦发生就会很快影响到每一个轮齿，产生大量的磨屑。这种磨屑都具有被拉毛的表面和不规则的轮廓，在一些大磨屑上具有明显的表面划痕。由于胶合的热效应，通常有大量氧化物存在，并出现局部氧化的迹象，在白光照射下呈棕色或蓝色的回火色，其氧化程度决定于润滑剂的组成和胶合的程度。胶合产生的大颗粒磨屑比例并不十分高。

    5.严重滑动磨损

    当滑动表面由于载荷或速度过高而出现的磨损现象称为严重滑动磨损。这时剪切混合层失去“动态平衡”，变得很不稳定，出现大颗粒脱落，磨损率加大。如果表面应力继续增加，就会造成整个表面发生剥落，出现破坏性磨损速度。大磨屑与小磨屑间数量之比，决定于表面应力超过极限值的程度，应力值越高，大磨屑的比例就越大。

    严重滑动磨屑的粒度范围在15μm以上，这类磨屑表面有划痕，有直的棱边，长轴尺寸与厚度之比约为10：1，随着这类磨损程度的加剧，表面的划痕和直边也更显著。