INNE EBOOKI AUTORA
Autor:
Wydawca:
Format:
epub, mobi, ibuk
Inżynieria powierzchni jest wyodrębnionym działem inżynierii materiałowej zajmującym się strukturą materiałów warstwy wierzchniej wyrobów, procesami ich modyfikowania oraz wytwarzania, także degradacją ich składników mikrostruktury, prowadzącą do zużycia tych wyrobów – elementów maszyn i urządzeń podczas eksploatacji.
Książka jest drugim wydaniem podręcznika wydanego w 2009 r., pod taką samą nazwą, przez WNT. Postępy w nauce inżynierii powierzchni przez ostatnie 10 lat były tak duże, że obecne wydanie bardzo różni się od poprzedniego i ma wiele aktualnych, ciekawych treści. Poza uaktualnieniem wiedzy dotyczącej opisywanych zjawisk, podręcznik od poprzedniego wydania, będzie się różnił tym, że główny nacisk zostanie położony na podstawy chemiczne i fizyczne opisywanych procesów.
Podręcznik będzie przydatny studentom studiów technicznych kierunków: materiałoznawstwo, inżynieria materiałowa, mechanika i budowa maszyn czy inżynieria produkcji. Będzie również mógł być wykorzystany przez inżynierów materiałoznawców, mechaników czy służby utrzymania ruchu w przedsiębiorstwach.
Rok wydania | 2021 |
---|---|
Liczba stron | 410 |
Kategoria | Mechanika |
Wydawca | Wydawnictwo Naukowe PWN |
ISBN-13 | 978-83-01-21602-3 |
Numer wydania | 2 |
Język publikacji | polski |
Informacja o sprzedawcy | ePWN sp. z o.o. |
INNE EBOOKI AUTORA
EBOOKI WYDAWCY
POLECAMY
Ciekawe propozycje
Spis treści
Od autora | 13 |
Wykaz skrótów | 17 |
1. Obróbka warstwy wierzchniej | 19 |
1.1. Klasyfikacja obróbki powierzchniowej | 21 |
1.2. Koncepcja inżynierii powierzchni | 24 |
1.3. Kryteria doboru procesów wytwarzania warstwy wierzchniej | 27 |
1.4. Naprężenia własne | 29 |
1.5. Przyczyny zniekształcenia wyrobów | 30 |
1.6. Zmiana kształtu i wymiarów wyrobów hartowanych | 31 |
1.7. Podstawowe obróbki warstwy wierzchniej wyrobów stalowych | 31 |
1.8. Ograniczenia projektowe | 32 |
1.9. Przygotowanie powierzchni podłoża | 33 |
1.10. Plazma w inżynierii powierzchni | 34 |
1.10.1. Plazma | 34 |
1.10.2. Właściwości plazmy | 34 |
1.10.3. Plazma niskotemperaturowa w obróbce warstwy wierzchniej | 36 |
1.11. Magnetronowe źródło rozpylania | 38 |
1.12. Przewodnictwo elektryczne | 38 |
2. Materiały i ich właściwości | 39 |
2.1. Rodzaje materiałów | 39 |
2.1.1. Metale i ich stopy | 40 |
2.1.2. Ceramika i szkło | 41 |
2.1.3. Polimery | 42 |
2.1.4. Kompozyty | 44 |
2.1.5. Nanomateriały | 45 |
2.2. Właściwości materiałów | 45 |
2.2.1. Właściwości mechaniczne | 47 |
2.2.2. Umocnienie dyslokacyjne | 47 |
2.2.3. Umocnienie roztworowe | 48 |
2.2.4. Umocnienie cząstkami innej fazy | 48 |
2.2.5. Umocnienie przez rozdrobnienie ziarna | 49 |
2.2.6. Pełzanie | 49 |
2.2.7. Moduł Younga | 51 |
2.2.8. Właściwości mechaniczne wyznaczane z próby rozciągania | 52 |
2.2.9. Wytrzymałość ceramiki | 55 |
2.2.10. Twardość | 55 |
2.2.11. Odporność na pękanie | 57 |
2.2.12. Wytrzymałość zmęczeniowa | 58 |
2.2.13. Gęstość | 60 |
3. Struktura atomu, wiązania chemiczne i struktura krystaliczna | 61 |
3.1. Struktura atomu | 61 |
3.2. Układ okresowy | 63 |
3.3. Wiązania chemiczne | 67 |
3.3.1. Wiązania jonowe | 68 |
3.3.2. Wiązania kowalencyjne | 70 |
3.3.3. Ciała stałe z wiązaniami jonowymi i kowalencyjnymi | 72 |
3.3.4. Wiązania metaliczne | 74 |
3.3.5. Wiązania wtórne (van der Waalsa) | 74 |
3.3.6. Energia wiązań między atomami | 77 |
3.4. Klasyfikacja ciał stałych ze względu na wiązania | 77 |
3.5. Wiązania w poszczególnych kategoriach materiałów | 78 |
3.6. Struktura krystaliczna | 80 |
3.6.1. Układy krystalograficzne i typy sieci | 81 |
3.6.2. Położenia sieci | 84 |
3.6.3. Kierunki sieci | 85 |
3.6.4. Płaszczyzny sieci | 86 |
3.6.5. Oznaczanie struktur krystalicznych | 87 |
3.7. Struktura krystaliczna metali | 88 |
3.8. Struktury o najgęstszym ułożeniu atomów | 90 |
3.9. Struktury krystaliczne ceramik | 92 |
3.9.1. Wymiary i rozmieszczenie luk | 92 |
3.9.2. Ceramiki jonowe i kowalencyjne | 94 |
3.9.3. Proste ceramiki jonowe | 95 |
3.9.4. Proste ceramiki kowalencyjne | 97 |
3.10. Polimorfizm | 98 |
3.11. Szkła krzemianowe | 100 |
4. Tarcie, zużycie i smarowanie | 101 |
4.1. Tribologia | 101 |
4.2. Warstwa wierzchnia | 104 |
4.3. Tarcie | 105 |
4.4. Zużycie | 111 |
4.4.1. Zużycie ścierne | 114 |
4.4.2. Zużycie adhezyjne | 118 |
4.4.3. Zużycio-korozja | 119 |
4.4.4. Zużycie utleniające | 121 |
4.4.5. Zużycie zmęczeniowe | 122 |
4.4.6. Erozja | 125 |
4.4.7. Korozjo-erozja | 128 |
4.4.8. Kawitacja | 128 |
4.4.9. Fretting | 129 |
4.4.10. Korozja frettingowa | 129 |
4.4.11. Zużycie wodorowe | 130 |
4.5. Smarowanie | 131 |
4.5.1. Środki smarne | 133 |
4.5.2. Oleje smarne | 133 |
4.5.3. Dodatki uszlachetniające | 133 |
4.5.4. Emulsje | 134 |
4.5.5. Smary plastyczne | 134 |
4.5.6. Smary stałe | 135 |
5. Korozja 137 | |
5.1. Korozja chemiczna | 138 |
5.1.1. Mechanizm wzrostu warstwy tlenku | 139 |
5.1.2. Szybkość utleniania | 140 |
5.1.3. Warstwy ochronne – tlenki ochronne | 141 |
5.2. Korozja elektrochemiczna | 144 |
5.2.1. Elementy ogniwa elektrochemicznego | 144 |
5.2.2. Reakcje na anodzie | 145 |
5.2.3. Reakcje na katodzie | 146 |
5.2.4. Siła pędna korozji elektrochemicznej | 148 |
5.2.5. Szereg galwaniczny | 149 |
5.2.6. Pasywność metali | 151 |
5.2.7. Polaryzacja | 151 |
5.3. Rodzaje korozji elektrochemicznej (ogniwa korozyjne) | 152 |
5.3.1. Korozyjne ogniwo galwaniczne | 152 |
5.3.2. Korozja międzykrystaliczna | 153 |
5.3.3. Korozyjne ogniwo stężeniowe | 154 |
5.3.4. Korozja wżerowa (pittingowa) | 155 |
5.3.5. Korozja szczelinowa | 156 |
5.3.6. Korozyjne ogniwo naprężeniowe | 157 |
5.3.7. Korozja naprężeniowa | 157 |
5.3.8. Korozja zmęczeniowa | 159 |
5.3.9. Korozjo-erozja | 160 |
5.3.10. Oddziaływanie powłoki | 160 |
5.4. Metody zapobiegania korozji elektrochemicznej | 161 |
5.4.1. Projektowanie | 162 |
5.4.2. Dobór materiału i obróbki | 163 |
5.4.3. Powłoki ochronne | 165 |
5.4.4. Inhibitory | 170 |
5.4.5. Ochrona katodowa | 171 |
5.4.6. Pasywacja lub ochrona anodowa | 172 |
6. Obróbka warstwy wierzchniej bez zmiany jej składu chemicznego 173 | |
6.1. Utwardzanie odkształceniowe (mechaniczne) | 173 |
6.1.1. Dogniatanie rolkami | 174 |
6.1.2. Kulowanie | 175 |
6.1.3. Utwardzanie laserowe | 175 |
6.2. Hartowanie powierzchniowe | 177 |
6.2.1. Stale do hartowania powierzchniowego | 179 |
6.2.2. Mikrostruktura | 180 |
6.2.3. Grubość warstwy zahartowanej | 182 |
6.2.4. Zmiana wymiarów | 182 |
6.2.5. Zalety hartowania powierzchniowego | 182 |
6.2.6. Hartowanie indukcyjne | 183 |
6.2.7. Hartowanie płomieniowe | 184 |
6.3. Obróbka powierzchniowa laserem | 186 |
6.4. Hartowanie wiązką elektronów | 188 |
6.5. Przetopienie warstwy wierzchniej | 188 |
7. Obróbka cieplno-chemiczna 190 | |
7.1. P odstawy obróbki cieplno-chemicznej | 191 |
7.1.1. Potencjał węglowy | 192 |
7.1.2. Dyfuzja – podstawy | 193 |
7.1.3. Gęstość mocy plazmy w dyfuzyjnej obróbce plazmowej | 196 |
7.2. Nawęglanie | 198 |
7.2.1. Temperatura | 202 |
7.2.2. Czas | 204 |
7.2.3. Stale do nawęglania | 205 |
7.2.4. Nawęglanie w ośrodku stałym (w proszkach) | 207 |
7.2.5. Nawęglanie w cieczy | 209 |
7.2.6. Nawęglanie gazowe | 210 |
7.2.7. Nawęglanie próżniowe | 214 |
7.3. Plazmowe procesy dyfuzyjne obróbki warstwy wierzchniej | 216 |
7.4. Nawęglanie w złożu fluidalnym | 221 |
7.5. Obróbka cieplna po nawęglaniu | 222 |
7.5.1. Mikrostruktura stali nawęglonej | 223 |
7.5.2. Węgliki | 225 |
7.6. Azotonawęglanie | 226 |
7.6.1. Azotonawęglanie w cieczy | 229 |
7.6.2. Azotonawęglanie gazowe | 230 |
7.7. Azotowanie | 230 |
7.7.1. Warstwa wierzchnia i jej mikrostruktura | 231 |
7.7.2. Charakterystyka procesów azotowania i nawęglania | 234 |
7.7.3. Stale do azotowania | 234 |
7.7.4. Azotowanie w cieczach | 237 |
7.7.5. Azotowanie gazowe | 238 |
7.7.6. Azotowanie plazmowe | 240 |
7.8. Węgloazotowanie | 242 |
7.8.1. Węgloazotowanie w kąpieli solnej | 242 |
7.8.2. Węgloazotowanie gazowe | 243 |
7.8.3. Węgloazotowanie plazmowe | 244 |
7.9. Borowanie | 245 |
7.9.1. Borowanie w proszkach | 248 |
7.9.2. Borowanie z zastosowaniem pasty | 249 |
7.9.3. Borowanie wielopierwiastkowe | 249 |
7.10. Warstwy wierzchnie wzbogacone dyfuzyjnie pierwiastkami substytucyjnymi | 250 |
7.10.1. Aluminiowanie | 250 |
7.10.2. Wanadowanie | 254 |
7.10.3. Chromowanie | 255 |
8. Osadzanie z fazy gazowej chemiczne (CVD) i fizyczne (PVD) | 258 |
8.1. Osadzanie chemiczne z fazy gazowej (CVD) | 258 |
8.1.1. Wytwarzanie powłok TiC procesem CVD | 263 |
8.1.2. Osadzanie TiN procesem CVD | 263 |
8.1.3. Osadzanie Al2O3 procesem CVD | 264 |
8.1.4. Średniotemperaturowe procesy CVD (MTC VD) nanoszenia warstw Ti(C, N) i Al2O3 | 265 |
8.1.5. Niskotemperaturowy proces CVD (bez wspomagania plazmą) | 265 |
8.1.6. Wspomagane plazmą CVD (PACVD) | 266 |
8.1.7. Mikrostruktura powłok CVD | 266 |
8.2. Osadzanie fizyczne z fazy gazowej (PVD) | 267 |
8.2.1. Osadzanie reaktywne | 269 |
8.2.2. Naparowanie | 271 |
8.2.3. Wytwarzanie materiałów w postaci pary w procesach PVD | 272 |
8.2.4. Rozpylanie | 273 |
8.2.5. Rodzaje rozpylania | 275 |
8.2.6. Napylanie jonowe | 276 |
8.2.7. Triodowe napylanie jonowe | 277 |
8.2.8. Procesy PVD stosujące plazmę o częstotliwości radiowej i wyższej | 278 |
8.2.9. Czynniki kształtujące mikrostrukturę powłok PVD | 278 |
8.3. Powłoki wytwarzane procesami CVD i P VD | 279 |
8.4. Powłoki diamentopodobne (DLC) .281 | |
8.5. Implantacja jonów | 282 |
9. Powłoki ogniowe 284 | |
9.1. Wytwarzanie powłok ogniowych | 286 |
9.2. Proces okresowy | 287 |
9.3. Proces ciągły | 288 |
9.3.1. Powlekanie Zn | 289 |
9.3.2. Powłoki Zn-Fe | 291 |
9.3.3. Powłoki Al | 292 |
9.3.4. Powłoki cynk-aluminium | 293 |
9.4. Powlekanie ogniowe cyną | 295 |
9.5. Powłoki Pb-Sn | 295 |
10. Powłoki galwaniczne 297 | |
10.1. Powłoki elektrolityczne | 297 |
10.1.1. Przygotowanie podłoża do powlekania | 300 |
10.1.2. Powłoki Cr | 301 |
10.1.3. Powłoki Ni | 302 |
10.1.4. Powłoki dwuwarstwowe Ni i C r | 303 |
10.1.5. Powłoki Sn | 303 |
10.1.6. Powłoki Sn-Ni | 306 |
10.1.7. Powłoki Sn-Zn | 306 |
10.1.8. Powłoki Zn | 306 |
10.1.9. Powłoki Zn-Ni | 307 |
10.1.10. Powłoki Zn-Fe | 307 |
10.1.11. Powłoki metali szlachetnych (Au, Ag, Pt) | 307 |
10.1.12. Powłoki elektroforetyczne | 307 |
10.1.13. Powłoki kompozytowe elektrolityczno-elektroforetyczne | 308 |
10.2. Powłoki chemiczne | 308 |
10.2.1. Powłoki Ni | 309 |
10.2.2. Powłoki Ni-P | 310 |
10.2.3. Powłoki Ni-B | 311 |
10.2.4. Powłoki stopów trójskładnikowych Ni | 311 |
10.2.5. Powłoki kompozytowe | 311 |
10.3. Powłoki konwersyjne | 312 |
10.3.1. Anodowanie | 312 |
10.3.2. Anodowanie konwencjonalne aluminium | 313 |
10.3.3. Anodowanie twarde aluminium | 314 |
10.3.4. Anodowanie mikrołukowe stopów aluminium | 315 |
10.3.5. Utlenianie | 315 |
10.3.6. Fosforanowanie | 316 |
10.3.7. Chromianowanie | 318 |
11. Natryskiwanie cieplne 320 | |
11.1. Procesy natryskiwania cieplnego | 323 |
11.1.1. Natryskiwanie płomieniowe | 323 |
11.1.2. Natryskiwanie z dużą prędkością | 324 |
11.1.3. Natryskiwanie naddźwiękowe HVOF | 325 |
11.1.4. Natryskiwanie detonacyjne | 326 |
11.1.5. Natryskiwanie łukowe | 327 |
11.1.6. Natryskiwanie plazmowe | 328 |
11.1.7. Natryskiwanie z zastosowaniem zimnego gazu | 330 |
11.2. Charakterystyka powłok | 331 |
11.3. Materiały natryskiwane | 332 |
12. Napawanie | 335 |
12.1. Rozcieńczenie | 336 |
12.2. Podłoże | 337 |
12.3. Procesy napawania | 338 |
12.3.1. Napawanie gazowe | 338 |
12.3.2. Napawanie łukowe elektrodą nietopliwą w osłonie gazowej | 340 |
12.3.3. Biegunowość połączenia | 341 |
12.3.4. Napawanie łukowe elektrodą topliwą w osłonie gazowej | 342 |
12.3.5. Napawanie łukowe ręczne elektrodą otuloną | 343 |
12.3.6. Napawanie plazmowe | 344 |
12.3.7. Napawanie łukiem krytym (pod topnikiem) | 345 |
12.3.8. Napawanie laserowe | 346 |
12.4. Laserowe wzbogacanie warstwy wierzchniej w pierwiastki stopowe | 346 |
12.5. Materiały do napawania | 347 |
12.5.1. Stopy żelaza do napawania | 348 |
12.5.2. Stopy austenityczne | 350 |
12.5.3. Węgliki wolframu | 352 |
13. Powłoki malarskie | 353 |
13.1. Wyroby lakierowe | 353 |
13.1.1. Rodzaje wyrobów lakierowych (farb) | 355 |
13.1.2. Klasyfikacja farb ze względu na rodzaj substancji błonotwórczej | 357 |
13.1.3. Malowanie | 361 |
13.1.4. Powłoki organiczne nanoszone w sposób ciągły na wyroby stalowe | 364 |
13.2. Powłoki z emalii porcelanowej | 366 |
Pojęcia i ich definicje | 369 |
Bibliografia | 401 |
Skorowidz | 403 |