Абразивное изнашивание заключается в отделении частиц металла от изнашиваемой поверхности абразивными телами, которые под действием нормальной нагрузки внедряются в поверхность металла и при движении по этой поверхности срезают с нее микростружку. По отношению к металлическим материалам абразивными телами являются частицы, имеющие более высокую твердость, чем металл. Такими абразивными телами могут являться природные частицы минерального происхождения: кварц, гранит, глинозем и т. д. Их отличительная особенность — высокие твердость и механическая прочность. Наиболее часто встречающийся в природе абразив — кварцевый песок — имеет твердость около 10 тыс. МПа и прочность на сжатие 280 МПа.
Отделение продуктов износа с поверхности металла при абразивном изнашивании происходит в результате либо однократного, либо многократного воздействия абразивных тел на единичный объем металла. В первом случае в зоне трения реализуются процессы микрорезания, во втором — пластического деформирования (микросмятия). При этом интенсивность изнашивания в первом случае значительно выше, чем во втором. Реализация того или иного механизма изнашивания зависит от соотношения твердостей материала и абразива. Переход от микросмятия к микрорезанию происходит при условии:
где: Hм и На — соответственно твердость металла и абразивных частиц.
В области микрорезания (при Нм < 0,7 На) относительная износостойкость прямо пропорциональна твердости изнашиваемого матери ала:
где: в — некоторая константа, определяемая свойствами материала.
Зависимость (2) справедлива для ряда технически чистых отожженных сталей, то есть для весьма мягких материалов. Для этих же материалов справедлива зависимость износостойкости от их модуля упругости, выражаемая формулой:
где: U — модуль нормальной упругости (Юнга).
При изнашивании по механизму пластического деформирования износостойкость материала уже не определяется такими простыми зависимостями в этой области, кроме силовых факторов, большую, а иногда главную в определении уровня износостойкости играют характеристики структуры и усталостные свойства изнашиваемого материала.