Sommer / Heinz / Schöfer Verschleiß metallischer Werkstoffe

Erscheinungsformen sicher beurteilen
2. Auflage 2010
ISBN: 978-3-8348-2464-6
Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark

E-Book, Deutsch, 604 Seiten, eBook

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

Zielgruppe

Professional/practitioner

Autoren/Hrsg.

Sommer, Karl

Heinz, Rudolf

Schöfer, Jörg

Inhaltsverzeichnis

1;Vorwort;5
2;Inhaltsverzeichnis;7
3;Die Autoren;13
4;1 Einführung;14
4.1;Literaturverzeichnis;15
5;2 Tribologische Grundlagen;16
5.1;2.1 Tribologisches System;16
5.2;2.2 Reibung;19
5.2.1;2.2.1 Makroskopische Betrachtung;20
5.2.2;2.2.2 Mikroskopische Betrachtung;20
5.2.3;2.2.3 Reibungsarten;23
5.2.4;2.2.4 Reibungszustände;24
5.2.5;2.2.5 Reibungszahlen;25
5.3;2.3 Verschleißarten;27
5.4;2.4 Verschleißmechanismen;27
5.4.1;2.4.1 Adhäsion;29
5.4.2;2.4.2 Abrasion;31
5.4.3;2.4.3 Oberflächenzerrüttung;33
5.4.4;2.4.4 Tribochemische Reaktion;34
5.4.5;2.4.5 Ablation;36
5.5;2.5 Zusammenhang zwischen Reibung und Verschleiß;37
5.6;2.6 Ausfallkriterien;41
5.7;Literaturverzeichnis;44
6;3 Methodik der Analyse tribologischer Schäden;48
6.1;3.1 Strukturanalyse;50
6.2;3.2 Beanspruchungsanalyse;51
6.3;Literaturverzeichnis;52
7;4 Gleitverschleiß;54
7.1;4.1 Grundlagen geschmierter Tribosysteme;54
7.1.1;4.1.1 Hydrodynamik;54
7.1.2;4.1.2 Mischreibung und Grenzreibung;56
7.2;4.2 Verschleißerscheinungsformen bei Hydrodynamik und Mischreibung;59
7.2.1;4.2.1 Riefen;60
7.2.2;4.2.2 Einbettung von Fremdpartikeln;63
7.2.3;4.2.3 Eindrückungen;66
7.2.4;4.2.4 Ausbrüche;66
7.2.5;4.2.5 Ungleichmäßiges Tragbild;70
7.2.6;4.2.6 Rattermarken;71
7.2.7;4.2.7 Fresser;73
7.2.8;4.2.8 Werkstoffübertrag;78
7.2.9;4.2.9 Schubrisse;81
7.2.10;4.2.10 Brandrisse;83
7.2.11;4.2.11 Gefügeänderung;86
7.2.12;4.2.12 Schmelzerscheinungen;92
7.2.13;4.2.13 Stromübergang;95
7.2.14;4.2.14 Tribochemische Reaktionsschicht;97
7.2.15;4.2.15 Plastische Oberflächenverformung;100
7.2.16;4.2.16 Profiländerung;102
7.3;4.3 Grundlagen ungeschmierter Tribosysteme;104
7.3.1;4.3.1 Beanspruchungsbedingte Einflüsse;105
7.3.2;4.3.2 Strukturbedingte Einflüsse;110
7.4;4.4 Besonderheiten bei Trockenreibung im Vakuum;114
7.5;4.5 Verschleißerscheinungsformen bei ungeschmierter Gleitreibung;115
7.5.1;4.5.1 Fresser;115
7.5.2;4.5.2 Riefen;116
7.5.3;4.5.3 Werkstoffübertrag;117
7.5.4;4.5.4 Schubrisse;118
7.5.5;4.5.5 Brandrisse;118
7.5.6;4.5.6 Gefügeänderung;121
7.5.7;4.5.7 Tribooxidation;126
7.6;Literaturverzeichnis;127
8;5 Schwingungsverschleiß (Fretting);135
8.1;5.1 Grundlagen;135
8.1.1;5.1.1 Bewegungsformen;135
8.1.2;5.1.2 Stofftransport und Reibungszustand;135
8.1.3;5.1.3 Systemklassen;136
8.1.4;5.1.4 Verschleißmechanismen bei Schwingungsverschleiß;138
8.2;5.2 Verschleißerscheinungsformen durch Schwingungsverschleiß;143
8.2.1;5.2.1 Beläge (Tribooxidation, Reiboxidation, Reibrost, Passungsrost);144
8.2.2;5.2.2 Narben;153
8.2.3;5.2.3 Mulden;156
8.2.4;5.2.4 Riffel;158
8.2.5;5.2.5 Wurmspuren;163
8.2.6;5.2.6 Stillstandsmarkierungen (false brinelling);167
8.2.7;5.2.7 Schwingungsverschleiß mit überwiegend einem Verschleißmechanismus;175
8.3;5.3 Reibdauerbrüche (fretting fatigue);178
8.4;5.4 Allgemeine Hinweise zur Minderung von Schwingungsverschleiß;191
8.5;Literaturverzeichnis;194
9;6 Wälzverschleiß;198
9.1;6.1 Grundlagen;198
9.1.1;6.1.1 Allgemeiner Überblick;198
9.1.2;6.1.2 Hertzsche Pressung ungeschmiert;199
9.1.3;6.1.3 Hertzsche Pressung geschmiert;203
9.1.4;6.1.4 Schädigungsbetrachtungen;209
9.1.5;6.1.5 Vergleich ertragbarer Hertzscher Pressungen;211
9.1.6;6.1.6 Zahnräder;212
9.1.7;6.1.7 Wälzlager;242
9.1.8;6.1.8 Kurvengetriebe;265
9.1.9;6.1.9 Gleichlaufgelenke;270
9.1.10;6.1.10 Rad/Schiene;272
9.2;6.2 Verschleißerscheinungsformen bei vollständiger Elastohydrodynamik (EHD);276
9.2.1;6.2.1 Gefügeänderung;277
9.2.2;6.2.2 Abblätterung;283
9.3;6.3 Verschleißerscheinungsformen bei Mischreibung unterElastohydrodynamik;285
9.3.1;6.3.1 Ungleichmäßiges Tragbild;285
9.3.2;6.3.2 Tribochemische Reaktionsschicht;290
9.3.3;6.3.3 Riefen;292
9.3.4;6.3.4 Fresser;297
9.3.5;6.3.5 Profiländerung;302
9.3.6;6.3.6 Graufleckigkeit;311
9.3.7;6.3.7 Grübchen;321
9.3.8;6.3.8 Abblätterung;330
9.3.9;6.3.9 Abplatzer;338
9.3.10;6.3.10 Schichtbruch;341
9.3.11;6.3.11 Riffel;342
9.4;6.4 Verschleißerscheinungsformen bei ungeschmierter Wälzreibung;355
9.4.1;6.4.1 Profiländerung;355
9.4.2;6.4.2 Riffel;357
9.4.3;6.4.3 Rissbildungen und Ausbrüche;360
9.4.4;6.4.4 Gefügeänderung;362
9.5;Literaturverzeichnis;364
10;7 Abrasivverschleiß;383
10.1;7.1 Grundlagen;383
10.2;7.2 Zweikörper-Abrasivverschleiß – Abrasiv-Gleitverschleiß durch gebundenes Korn;391
10.2.1;7.2.1 Beanspruchungsbedingte Einflüsse;392
10.2.2;7.2.2 Strukturbedingte Einflüsse;393
10.3;7.3 Verschleißerscheinungsformen bei Abrasiv-Gleitverschleiß durch gebundenes Korn;405
10.3.1;7.3.1 Riefen;405
10.3.2;7.3.2 Einbettung;407
10.3.3;7.3.3 Ausbrüche;407
10.3.4;7.3.4 Brandrisse;408
10.3.5;7.3.5 Gefügeänderung;410
10.3.6;7.3.6 Profiländerung;411
10.4;7.4 Dreikörper-Abrasivverschleiß;413
10.4.1;7.4.1 Beanspruchungsbedingte Einflüsse;415
10.4.2;7.4.2 Strukturbedingte Einflüsse;416
10.5;7.5 Verschleißerscheinungsformen bei Dreikörper-Abrasivverschleiß;424
10.5.1;7.5.1 Riefen;424
10.5.2;7.5.2 Einbettung;427
10.5.3;7.5.3 Schubrisse;427
10.5.4;7.5.4 Mulden;428
10.5.5;7.5.5 Riffel;429
10.5.6;7.5.6 Profiländerung;430
10.6;Literaturverzeichnis;435
11;8 Erosion und Erosionskorrosion;440
11.1;8.1 Allgemeine Grundlagen;440
11.2;8.2 Grundlagen Abrasiv-Gleitverschleiß durch loses Korn (Erosion);441
11.2.1;8.2.1 Allgemeines;441
11.2.2;8.2.2 Beanspruchungsbedingte Einflüsse;442
11.2.3;8.2.3 Strukturbedingte Einflüsse;443
11.3;8.3 Verschleißerscheinungsformen bei Erosion durch loses Korn;445
11.3.1;8.3.1 Querwellen, Mulden;445
11.3.2;8.3.2 Riefen;448
11.3.3;8.3.3 Selektive Erosion;449
11.3.4;8.3.4 Profiländerung;453
11.4;8.4 Grundlagen Strahlverschleiß;454
11.4.1;8.4.1 Allgemeines;454
11.4.2;8.4.2 Beanspruchungsbedingte Einflüsse;455
11.4.3;8.4.3 Strukturbedingte Einflüsse;464
11.5;8.5 Verschleißerscheinungsformen bei Strahlverschleiß;473
11.5.1;8.5.1 Querwellen, Mulden;473
11.5.2;8.5.2 Riffel;480
11.5.3;8.5.3 Eindrückungen;481
11.5.4;8.5.4 Profiländerung;483
11.6;8.6 Grundlagen hydroerosiver (hydroabrasiver) Verschleiß;488
11.6.1;8.6.1 Allgemeines;488
11.6.2;8.6.2 Beanspruchungsbedingte Einflüsse;491
11.6.3;8.6.3 Strukturbedingte Einflussgrößen;495
11.7;8.7 Verschleißerscheinungsformen bei hydroerosivem Verschleiß;510
11.7.1;8.7.1 Längs- und Querwellen, Mulden, Rillen;510
11.7.2;8.7.2 Eindrückungen;520
11.7.3;8.7.3 Riefen;521
11.7.4;8.7.4 Selektive Erosion;522
11.7.5;8.7.5 Profiländerung;524
11.8;8.8 Grundlagen Erosionskorrosion;524
11.8.1;8.8.1 Allgemeines;524
11.8.2;8.8.2 Beanspruchungsbedingte Einflüsse;527
11.8.3;8.8.3 Strukturbedingte Einflüsse;532
11.9;8.9 Verschleißerscheinungen durch Erosionskorrosion;535
11.9.1;8.9.1 Auswaschungen, Querwellen, Mulden;535
11.9.2;8.9.2 Riffel;541
11.9.3;8.9.3 Längswellen;543
11.9.4;8.9.4 Selektive Korrosion;544
11.10;8.10 Grundlagen Kavitationserosion;545
11.10.1;8.10.1 Allgemeines;545
11.10.2;8.10.2 Entstehung und Wirkung von Kavitation;547
11.10.3;8.10.3 Beanspruchungsbedingte Einflüsse;549
11.10.4;8.10.4 Werkstoffverhalten;551
11.10.5;8.10.5 Möglichkeiten der Einflussnahme auf die Kavitationserosion;556
11.11;8.11 Verschleißerscheinungsformen durch Kavitationserosion;557
11.11.1;8.11.1 Erosion durch Schwingungs- und Strömungskavitation;557
11.11.2;8.11.2 Aufrauung;565
11.11.3;8.11.3 Ausbrüche;572
11.12;8.12 Grundlagen Tropfenschlagerosion;573
11.12.1;8.12.1 Allgemeines;573
11.12.2;8.12.2 Beanspruchungsbedingte Einflüsse;574
11.13;8.13 Verschleißerscheinungen bei Tropfenschlagerosion;577
11.13.1;8.13.1 Mulden;577
11.13.2;8.13.2 Aufrauung;578
11.14;8.14 Gaserosion;581
11.15;Literaturverzeichnis;582
12;9 Anhang;596
12.1;9.1 Farbiger Bildteil;596
12.2;9.2 Gegenüberstellung von alter (DIN) und neuer (Euro-Norm) Werkstoffbezeichnung;601
13;Sachwortverzeichnis;606

Tribologische Grundlagen.- Methodik der Analyse tribologischer Schäden.- Gleitverschleiß.- Schwingungsverschleiß.- Wälzverschleiß.- Abrasivverschleiß.- Erosion und Erosionskorrosion.

Über Autor(innen)

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