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E-Book

Verschleiß metallischer Werkstoffe

Erscheinungsformen sicher beurteilen

AutorJörg Schöfer, Karl Sommer, Rudolf Heinz
VerlagVieweg+Teubner (GWV)
Erscheinungsjahr2010
Seitenanzahl599 Seiten
ISBN9783834897756
FormatPDF
KopierschutzDRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis26,99 EUR
Verschleiß tritt in nahezu allen Industriezweigen auf und kann zu großen wirtschaftlichen Schäden mit entsprechenden Folgekosten führen. Das Buch ist vor allem für die praktische Arbeit des Ingenieurs gedacht. Es soll mit der Behandlung zahlreicher Schadensbeispiele konkrete Hilfestellung bei der Analyse und Beurteilung von Verschleißproblemen bieten und geeignete Maßnahmen für die Optimierung von Sicherheit und Zuverlässigkeit beim Betrieb von Anlagen und Maschinen ermöglichen.
Das Buch behandelt das gesamte Verschleißgebiet metallischer Werkstoffe. In Grundlagenkapiteln wird auf Verschleiß und Reibung soweit eingegangen, wie es zum Verständnis der Verschleißproblematik notwendig ist. Die nachfolgenden Kapitel behandeln ausführlich die verschiedenen Verschleißarten mit den dazugehörigen Schadensbildern, die bei den zahlreichen Maschinenelementen und Bauteilen aufgrund unterschiedlicher tribologischer Beanspruchung und Struktur auftreten können.

Dr.-Ing. Karl Sommer, vormals Staatliche Materialprüfungsanstalt Stuttgart
Dr.-Ing. Rudolf Heinz, Robert Bosch GmbH, Stuttgart
Dr.-Ing. Jörg Schöfer, Robert Bosch GmbH, Stuttgart

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Blick ins Buch
Inhaltsverzeichnis
Vorwort5
Inhaltsverzeichnis7
1 Einführung13
Literaturverzeichnis14
2 Tribologische Grundlagen15
2.1 Tribologisches System15
2.2 Reibung18
2.2.1 Makroskopische Betrachtung19
2.2.2 Mikroskopische Betrachtung19
2.2.3 Reibungsarten22
2.2.4 Reibungszustände23
2.2.5 Reibungszahlen24
2.3 Verschleißarten26
2.4 Verschleißmechanismen26
2.4.1 Adhäsion28
2.4.2 Abrasion30
2.4.3 Oberflächenzerrüttung32
2.4.4 Tribochemische Reaktion33
2.4.5 Ablation35
2.5 Zusammenhang zwischen Reibung und Verschleiß36
2.6 Ausfallkriterien40
Literaturverzeichnis43
3 Methodik der Analyse tribologischer Schäden47
3.1 Strukturanalyse49
3.2 Beanspruchungsanalyse50
Literaturverzeichnis51
4 Gleitverschleiß52
4.1 Grundlagen geschmierter Tribosysteme52
4.1.1 Hydrodynamik52
4.1.2 Mischreibung und Grenzreibung54
4.2 Verschleißerscheinungsformen bei Hydrodynamik und Mischreibung57
4.2.1 Riefen58
4.2.2 Einbettung von Fremdpartikeln61
4.2.3 Eindrückungen64
4.2.4 Ausbrüche64
4.2.5 Ungleichmäßiges Tragbild68
4.2.6 Rattermarken69
4.2.7 Fresser71
4.2.8 Werkstoffübertrag76
4.2.9 Schubrisse79
4.2.10 Brandrisse81
4.2.11 Gefügeänderung84
4.2.12 Schmelzerscheinungen90
4.2.13 Stromübergang93
4.2.14 Tribochemische Reaktionsschicht95
4.2.15 Plastische Oberflächenverformung98
4.2.16 Profiländerung100
4.3 Grundlagen ungeschmierter Tribosysteme102
4.3.1 Beanspruchungsbedingte Einflüsse103
4.3.2 Strukturbedingte Einflüsse108
4.4 Besonderheiten bei Trockenreibung im Vakuum112
4.5 Verschleißerscheinungsformen bei ungeschmierter Gleitreibung113
4.5.1 Riefen113
4.5.2 Werkstoffübertrag114
4.5.3 Schubrisse115
4.5.4 Brandrisse115
4.5.5 Gefügeänderung118
4.5.6 Tribooxidation122
Literaturverzeichnis123
5 Schwingungsverschleiß (Fretting)131
5.1 Grundlagen131
5.1.1 Bewegungsformen131
5.1.2 Stofftransport und Reibungszustand131
5.1.3 Systemklassen132
5.1.4 Verschleißmechanismen bei Schwingungsverschleiß134
5.1.4.1 Adhäsion mit Werkstoffübertrag134
5.1.4.2 Abrasion134
5.1.4.3 Tribooxidation135
5.1.4.4 Oberflächenzerrüttung136
5.1.4.5 Zeitlicher Wechsel von Verschleißmechanismen am Beispiel von Zahnwellenverbindungen und -kupplungen136
5.2 Verschleißerscheinungsformen durch Schwingungsverschleiß139
5.2.1 Beläge (Tribooxidation, Reiboxidation, Reibrost, Passungsrost)140
5.2.2 Narben147
5.2.3 Mulden150
5.2.4 Riffel152
5.2.5 Wurmspuren157
5.2.6 Stillstandsmarkierungen (false brinelling)161
5.2.7 Schwingungsverschleiß mit überwiegend einem Verschleißmechanismus169
5.3 Reibdauerbrüche (fretting fatigue)172
5.4 Allgemeine Hinweise zur Minderung von Schwingungsverschleiß185
Literaturverzeichnis188
6 Wälzverschleiß192
6.1 Grundlagen192
6.1.1 Allgemeiner Überblick192
6.1.2 Hertzsche Pressung ungeschmiert193
6.1.3 Hertzsche Pressung geschmiert197
6.1.4 Schädigungsbetrachtungen203
6.1.5 Vergleich ertragbarer Hertzscher Pressungen205
6.1.6 Zahnräder206
6.1.6.1 Allgemeines206
6.1.6.2 Beanspruchungs- und strukturbedingte Einflüsse209
6.1.6.3 Tribochemische Reaktion214
6.1.6.4 Adhäsion219
6.1.6.5 Abrasion222
6.1.6.6 Oberflächenzerrüttung223
6.1.7 Wälzlager236
6.1.7.1 Allgemeines236
6.1.7.2 Beanspruchungs- und strukturbedingte Einflüsse238
6.1.7.3 Tribochemische Reaktion246
6.1.7.4 Adhäsion249
6.1.7.5 Abrasion250
6.1.7.6 Oberflächenzerrüttung251
6.1.8 Kurvengetriebe259
6.1.8.1 Allgemeines259
6.1.8.2 Beanspruchungs- und strukturbedingte Einflüsse260
6.1.9 Gleichlaufgelenke264
6.1.10 Rad/Schiene266
6.2 Verschleißerscheinungsformen bei vollständiger Elastohydrodynamik (EHD)270
6.2.1 Gefügeänderung271
6.2.2 Abblätterung277
6.3 Verschleißerscheinungsformen bei Mischreibung unter Elastohydrodynamik279
6.3.1 Ungleichmäßiges Tragbild279
6.3.2 Tribochemische Reaktionsschicht284
6.3.3 Riefen286
6.3.4 Fresser291
6.3.5 Profiländerung296
6.3.6 Graufleckigkeit305
6.3.7 Grübchen315
6.3.8 Abblätterung324
6.3.9 Abplatzer332
6.3.10 Schichtbruch335
6.3.11 Riffel336
6.4 Verschleißerscheinungsformen bei ungeschmierter Wälzreibung349
6.4.1 Profiländerung349
6.4.2 Riffel351
6.4.3 Rissbildungen und Ausbrüche354
6.4.4 Gefügeänderung356
Literaturverzeichnis358
7 Abrasivverschleiß377
7.1 Grundlagen377
7.2 Zweikörper-Abrasivverschleiß – Abrasiv-Gleitverschleiß durch gebundenes Korn385
7.2.1 Beanspruchungsbedingte Einflüsse386
7.2.2 Strukturbedingte Einflüsse387
7.3 Verschleißerscheinungsformen bei Abrasiv-Gleitverschleiß durch gebundenes Korn399
7.3.1 Riefen399
7.3.2 Einbettung401
7.3.3 Ausbrüche401
7.3.4 Brandrisse402
7.3.5 Gefügeumwandlung404
7.3.6 Profiländerung405
7.4 Dreikörper-Abrasivverschleiß407
7.4.1 Beanspruchungsbedingte Einflüsse409
7.4.2 Strukturbedingte Einflüsse410
7.4.2.1 Abrasivstoff als Zwischenstoff410
7.4.2.2 Grund- und Gegenkörper410
7.5 Verschleißerscheinungsformen bei Dreikörper- Abrasivverschleiß418
7.5.1 Riefen418
7.5.2 Einbettung420
7.5.3 Schubrisse421
7.5.4 Erosionsformen422
7.5.5 Riffel423
7.5.6 Profiländerung424
Literaturverzeichnis429
8 Erosion und Erosionskorrosion434
8.1 Allgemeine Grundlagen434
8.2 Grundlagen Abrasiv-Gleitverschleiß durch loses Korn (Erosion)435
8.2.1 Allgemeines435
8.2.2 Beanspruchungsbedingte Einflüsse436
8.2.3 Strukturbedingte Einflüsse437
8.3 Verschleißerscheinungsformen bei Erosion durch loses Korn439
8.3.1 Querwellen, Mulden439
8.3.2 Riefen442
8.3.3 Selektive Erosion443
8.3.4 Profiländerung447
8.4 Grundlagen Strahlverschleiß448
8.4.1 Allgemeines448
8.4.2 Beanspruchungsbedingte Einflüsse449
8.4.2.1 Anstrahlwinkel449
8.4.2.2 Partikelgeschwindigkeit453
8.4.2.3 Temperatur454
8.4.2.4 Partikeldurchsatz456
8.4.2.5 Partikelgröße456
8.4.3 Strukturbedingte Einflüsse458
8.4.3.1 Partikeleigenschaften458
8.4.3.2 Werkstoffeigenschaften460
8.5 Verschleißerscheinungsformen bei Strahlverschleiß467
8.5.1 Querwellen, Mulden467
8.5.2 Riffel474
8.5.3 Eindrückungen475
8.5.4 Profiländerung477
8.6 Grundlagen hydroerosiver (hydroabrasiver) Verschleiß482
8.6.1 Allgemeines482
8.6.2 Beanspruchungsbedingte Einflüsse485
8.6.3 Strukturbedingte Einflussgrößen489
8.6.3.1 Abrasivstoffhärte489
8.6.3.2 Korngröße491
8.6.3.3 Befeuchtung496
8.6.3.4 pH-Wert497
8.6.3.5 Werkstoffverhalten500
8.7 Verschleißerscheinungsformen bei hydroerosivem Verschleiß504
8.7.1 Längs- und Querwellen, Mulden, Rillen504
8.7.2 Eindrückungen514
8.7.3 Riefen515
8.7.4 Selektive Erosion516
8.7.5 Profiländerung518
8.8 Grundlagen Erosionskorrosion518
8.8.1 Allgemeines518
8.2.2 Beanspruchungsbedingte Einflüsse521
8.8.3 Strukturbedingte Einflüsse526
8.9 Verschleißerscheinungen durch Erosionskorrosion529
8.9.1 Auswaschungen, Querwellen, Mulden529
8.9.2 Riffel535
8.9.3 Längswellen537
8.9.4 Selektive Korrosion538
8.10 Grundlagen Kavitationserosion539
8.10.1 Allgemeines539
8.10.2 Strukturbedingte Einflüsse541
8.10.3 Beanspruchungsbedingte Einflüsse543
8.10.4 Werkstoffverhalten545
8.10.5 Möglichkeiten der Einflussnahme auf die Kavitationserosion550
8.11 Verschleißerscheinungsformen durch Kavitationserosion551
8.11.1 Erosion durch Schwingungs- und Strömungskavitation551
8.11.2 Aufrauung559
8.11.3 Ausbrüche566
8.12 Grundlagen Tropfenschlagerosion567
8.12.1 Allgemeines567
8.12.2 Beanspruchungsbedingte Einflüsse568
8.13 Verschleißerscheinungen bei Tropfenschlagerosion571
8.13.1 Mulden571
8.13.2 Aufrauung572
8.14 Gaserosion575
Literaturverzeichnis576
9 Anhang590
9.1 Farbiger Bildteil590
9.2 Gegenüberstellung von alter (DIN) und neuer (Euro-Norm) Werkstoffbezeichnung594
Sachwortverzeichnis599

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