磨损是金属机械零件失效的三大方式(磨损、腐蚀、断裂)之一。现代工业中迫切需要能在恶劣磨损工况(如高温、高速摩擦磨损等)下有效工作的工件。到目前为止有很多方法用于对材料进行表面改性，诸如热多元共渗、电镀、化学镀、等离子喷涂、物理气相沉积、辉光离子放电渗硫等。上述方法虽都能改善金属的表面性能和延长使用寿命，但它们均有局限性，比如生产成本高、工件的形状和大小受限制，渗层较浅；渗层和母材机械嵌合需要专门设备等。
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研究表明，铝脱氧钢轨内存在的Al2O硅酸盐和硫化物夹杂中，以链状Al2O3夹杂对钢轨疲劳寿命危害，这是因为Al2O3夹杂脆而坚硬，与基体的热变形能力差异大。在钢轨热变形时，大块的Al2O3夹杂破碎小块的带锐棱角的夹杂，并呈链状分布。这些坚硬的形状不规则的Al2O3夹杂能将基体划伤，并在夹杂周围产生应力集中场或与基体脱形成孔洞，成为疲劳源。在钢轨使用时的周期应力作用下，Al2O3夹杂便成疲劳裂纹的起点。
钢这类容积泵类机械量大面广对人类经济活动有很大的影响，一百多年来，人们对它的发展和培育投入大量的人力和物力，曾经出现过上千种机械和方案，制成了不少样机，有些如三角活塞的Wankel内燃机与余摆线式真空泵、定片式真空泵和一些专利型的转子泵与压气机以及真空泵还在一定时期里成为流行商品。但它们的大多数在“物竟天择，适者生存”的法则下被淘汰或消失、成为供人们研究的“标本”和“化石”。然而依据认识论——只有了解过去，才能理解现在：只有把握过去和深刻理解现在，才能更好地预测与走向未来，它们是——笔前人为后来的创新设计积累起来的财富。
