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Verschleiß metallischer Werkstoffe

Erscheinungsformen sicher beurteilen

Autor	Jörg Schöfer, Karl Sommer, Rudolf Heinz
Verlag	Springer Vieweg
Erscheinungsjahr	2014
Seitenanzahl	604 Seiten
ISBN	9783834824646
Format	PDF
Kopierschutz	Wasserzeichen/DRM
Geräte	PC/MAC/eReader/Tablet
Preis	26,96 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 bietet mit der Behandlung zahlreicher Schadensbeispiele konkrete Hilfestellung bei der Analyse und Beurteilung von Verschleißproblemen und ermöglicht geeignete Maßnahmen für die Optimierung von Sicherheit und Zuverlässigkeit beim Betrieb von Anlagen und Maschinen. 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. In der aktuellen Auflage wurde der Praxischarakter durch Aufnahme weiterer Beispiele gestärkt, die Bildqualität von Schadensbildern verbessert sowie Druckfehler korrigiert.

Dr.-Ing. Karl Sommer, vormals Staatliche Materialprüfungsanstalt (MPA) Universität 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

Vorwort	5
Inhaltsverzeichnis	7
Die Autoren	13
1 Einführung	14
Literaturverzeichnis	15
2 Tribologische Grundlagen	16
2.1 Tribologisches System	16
2.2 Reibung	19
2.2.1 Makroskopische Betrachtung	20
2.2.2 Mikroskopische Betrachtung	20
2.2.3 Reibungsarten	23
2.2.4 Reibungszustände	24
2.2.5 Reibungszahlen	25
2.3 Verschleißarten	27
2.4 Verschleißmechanismen	27
2.4.1 Adhäsion	29
2.4.2 Abrasion	31
2.4.3 Oberflächenzerrüttung	33
2.4.4 Tribochemische Reaktion	34
2.4.5 Ablation	36
2.5 Zusammenhang zwischen Reibung und Verschleiß	37
2.6 Ausfallkriterien	41
Literaturverzeichnis	44
3 Methodik der Analyse tribologischer Schäden	48
3.1 Strukturanalyse	50
3.2 Beanspruchungsanalyse	51
Literaturverzeichnis	52
4 Gleitverschleiß	54
4.1 Grundlagen geschmierter Tribosysteme	54
4.1.1 Hydrodynamik	54
4.1.2 Mischreibung und Grenzreibung	56
4.2 Verschleißerscheinungsformen bei Hydrodynamik und Mischreibung	59
4.2.1 Riefen	60
4.2.2 Einbettung von Fremdpartikeln	63
4.2.3 Eindrückungen	66
4.2.4 Ausbrüche	66
4.2.5 Ungleichmäßiges Tragbild	70
4.2.6 Rattermarken	71
4.2.7 Fresser	73
4.2.8 Werkstoffübertrag	78
4.2.9 Schubrisse	81
4.2.10 Brandrisse	83
4.2.11 Gefügeänderung	86
4.2.12 Schmelzerscheinungen	92
4.2.13 Stromübergang	95
4.2.14 Tribochemische Reaktionsschicht	97
4.2.15 Plastische Oberflächenverformung	100
4.2.16 Profiländerung	102
4.3 Grundlagen ungeschmierter Tribosysteme	104
4.3.1 Beanspruchungsbedingte Einflüsse	105
4.3.2 Strukturbedingte Einflüsse	110
4.4 Besonderheiten bei Trockenreibung im Vakuum	114
4.5 Verschleißerscheinungsformen bei ungeschmierter Gleitreibung	115
4.5.1 Fresser	115
4.5.2 Riefen	116
4.5.3 Werkstoffübertrag	117
4.5.4 Schubrisse	118
4.5.5 Brandrisse	118
4.5.6 Gefügeänderung	121
4.5.7 Tribooxidation	126
Literaturverzeichnis	127
5 Schwingungsverschleiß (Fretting)	135
5.1 Grundlagen	135
5.1.1 Bewegungsformen	135
5.1.2 Stofftransport und Reibungszustand	135
5.1.3 Systemklassen	136
5.1.4 Verschleißmechanismen bei Schwingungsverschleiß	138
5.2 Verschleißerscheinungsformen durch Schwingungsverschleiß	143
5.2.1 Beläge (Tribooxidation, Reiboxidation, Reibrost, Passungsrost)	144
5.2.2 Narben	153
5.2.3 Mulden	156
5.2.4 Riffel	158
5.2.5 Wurmspuren	163
5.2.6 Stillstandsmarkierungen (false brinelling)	167
5.2.7 Schwingungsverschleiß mit überwiegend einem Verschleißmechanismus	175
5.3 Reibdauerbrüche (fretting fatigue)	178
5.4 Allgemeine Hinweise zur Minderung von Schwingungsverschleiß	191
Literaturverzeichnis	194
6 Wälzverschleiß	198
6.1 Grundlagen	198
6.1.1 Allgemeiner Überblick	198
6.1.2 Hertzsche Pressung ungeschmiert	199
6.1.3 Hertzsche Pressung geschmiert	203
6.1.4 Schädigungsbetrachtungen	209
6.1.5 Vergleich ertragbarer Hertzscher Pressungen	211
6.1.6 Zahnräder	212
6.1.7 Wälzlager	242
6.1.8 Kurvengetriebe	265
6.1.9 Gleichlaufgelenke	270
6.1.10 Rad/Schiene	272
6.2 Verschleißerscheinungsformen bei vollständiger Elastohydrodynamik (EHD)	276
6.2.1 Gefügeänderung	277
6.2.2 Abblätterung	283
6.3 Verschleißerscheinungsformen bei Mischreibung unterElastohydrodynamik	285
6.3.1 Ungleichmäßiges Tragbild	285
6.3.2 Tribochemische Reaktionsschicht	290
6.3.3 Riefen	292
6.3.4 Fresser	297
6.3.5 Profiländerung	302
6.3.6 Graufleckigkeit	311
6.3.7 Grübchen	321
6.3.8 Abblätterung	330
6.3.9 Abplatzer	338
6.3.10 Schichtbruch	341
6.3.11 Riffel	342
6.4 Verschleißerscheinungsformen bei ungeschmierter Wälzreibung	355
6.4.1 Profiländerung	355
6.4.2 Riffel	357
6.4.3 Rissbildungen und Ausbrüche	360
6.4.4 Gefügeänderung	362
Literaturverzeichnis	364
7 Abrasivverschleiß	383
7.1 Grundlagen	383
7.2 Zweikörper-Abrasivverschleiß – Abrasiv-Gleitverschleiß durch gebundenes Korn	391
7.2.1 Beanspruchungsbedingte Einflüsse	392
7.2.2 Strukturbedingte Einflüsse	393
7.3 Verschleißerscheinungsformen bei Abrasiv-Gleitverschleiß durch gebundenes Korn	405
7.3.1 Riefen	405
7.3.2 Einbettung	407
7.3.3 Ausbrüche	407
7.3.4 Brandrisse	408
7.3.5 Gefügeänderung	410
7.3.6 Profiländerung	411
7.4 Dreikörper-Abrasivverschleiß	413
7.4.1 Beanspruchungsbedingte Einflüsse	415
7.4.2 Strukturbedingte Einflüsse	416
7.5 Verschleißerscheinungsformen bei Dreikörper-Abrasivverschleiß	424
7.5.1 Riefen	424
7.5.2 Einbettung	427
7.5.3 Schubrisse	427
7.5.4 Mulden	428
7.5.5 Riffel	429
7.5.6 Profiländerung	430
Literaturverzeichnis	435
8 Erosion und Erosionskorrosion	440
8.1 Allgemeine Grundlagen	440
8.2 Grundlagen Abrasiv-Gleitverschleiß durch loses Korn (Erosion)	441
8.2.1 Allgemeines	441
8.2.2 Beanspruchungsbedingte Einflüsse	442
8.2.3 Strukturbedingte Einflüsse	443
8.3 Verschleißerscheinungsformen bei Erosion durch loses Korn	445
8.3.1 Querwellen, Mulden	445
8.3.2 Riefen	448
8.3.3 Selektive Erosion	449
8.3.4 Profiländerung	453
8.4 Grundlagen Strahlverschleiß	454
8.4.1 Allgemeines	454
8.4.2 Beanspruchungsbedingte Einflüsse	455
8.4.3 Strukturbedingte Einflüsse	464
8.5 Verschleißerscheinungsformen bei Strahlverschleiß	473
8.5.1 Querwellen, Mulden	473
8.5.2 Riffel	480
8.5.3 Eindrückungen	481
8.5.4 Profiländerung	483
8.6 Grundlagen hydroerosiver (hydroabrasiver) Verschleiß	488
8.6.1 Allgemeines	488
8.6.2 Beanspruchungsbedingte Einflüsse	491
8.6.3 Strukturbedingte Einflussgrößen	495
8.7 Verschleißerscheinungsformen bei hydroerosivem Verschleiß	510
8.7.1 Längs- und Querwellen, Mulden, Rillen	510
8.7.2 Eindrückungen	520
8.7.3 Riefen	521
8.7.4 Selektive Erosion	522
8.7.5 Profiländerung	524
8.8 Grundlagen Erosionskorrosion	524
8.8.1 Allgemeines	524
8.8.2 Beanspruchungsbedingte Einflüsse	527
8.8.3 Strukturbedingte Einflüsse	532
8.9 Verschleißerscheinungen durch Erosionskorrosion	535
8.9.1 Auswaschungen, Querwellen, Mulden	535
8.9.2 Riffel	541
8.9.3 Längswellen	543
8.9.4 Selektive Korrosion	544
8.10 Grundlagen Kavitationserosion	545
8.10.1 Allgemeines	545
8.10.2 Entstehung und Wirkung von Kavitation	547
8.10.3 Beanspruchungsbedingte Einflüsse	549
8.10.4 Werkstoffverhalten	551
8.10.5 Möglichkeiten der Einflussnahme auf die Kavitationserosion	556
8.11 Verschleißerscheinungsformen durch Kavitationserosion	557
8.11.1 Erosion durch Schwingungs- und Strömungskavitation	557
8.11.2 Aufrauung	565
8.11.3 Ausbrüche	572
8.12 Grundlagen Tropfenschlagerosion	573
8.12.1 Allgemeines	573
8.12.2 Beanspruchungsbedingte Einflüsse	574
8.13 Verschleißerscheinungen bei Tropfenschlagerosion	577
8.13.1 Mulden	577
8.13.2 Aufrauung	578
8.14 Gaserosion	581
Literaturverzeichnis	582
9 Anhang	596
9.1 Farbiger Bildteil	596
9.2 Gegenüberstellung von alter (DIN) und neuer (Euro-Norm) Werkstoffbezeichnung	601
Sachwortverzeichnis	606

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