Inżynieria powierzchni
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.
- Kategorie:
- Język wydania: polski
- ISBN: 978-83-01-21602-3
- ISBN druku: 978-83-01-21520-0
- Liczba stron: 410
-
Sposób dostarczenia produktu elektronicznegoProdukty elektroniczne takie jak Ebooki czy Audiobooki są udostępniane online po opłaceniu zamówienia kartą lub przelewem na stronie Twoje konto > Biblioteka.Pliki można pobrać zazwyczaj w ciągu kilku-kilkunastu minut po uzyskaniu poprawnej autoryzacji płatności, choć w przypadku niektórych publikacji elektronicznych czas oczekiwania może być nieco dłuższy.Sprzedaż terytorialna towarów elektronicznych jest regulowana wyłącznie ograniczeniami terytorialnymi licencji konkretnych produktów.
-
Ważne informacje techniczneMinimalne wymagania sprzętowe:procesor: architektura x86 1GHz lub odpowiedniki w pozostałych architekturachPamięć operacyjna: 512MBMonitor i karta graficzna: zgodny ze standardem XGA, minimalna rozdzielczość 1024x768 16bitDysk twardy: dowolny obsługujący system operacyjny z minimalnie 100MB wolnego miejscaMysz lub inny manipulator + klawiaturaKarta sieciowa/modem: umożliwiająca dostęp do sieci Internet z prędkością 512kb/sMinimalne wymagania oprogramowania:System Operacyjny: System MS Windows 95 i wyżej, Linux z X.ORG, MacOS 9 lub wyżej, najnowsze systemy mobilne: Android, iPhone, SymbianOS, Windows MobilePrzeglądarka internetowa: Internet Explorer 7 lub wyżej, Opera 9 i wyżej, FireFox 2 i wyżej, Chrome 1.0 i wyżej, Safari 5Przeglądarka z obsługą ciasteczek i włączoną obsługą JavaScriptZalecany plugin Flash Player w wersji 10.0 lub wyżej.Informacja o formatach plików:
- PDF - format polecany do czytania na laptopach oraz komputerach stacjonarnych.
- EPUB - format pliku, który umożliwia czytanie książek elektronicznych na urządzeniach z mniejszymi ekranami (np. e-czytnik lub smartfon), dając możliwość dopasowania tekstu do wielkości urządzenia i preferencji użytkownika.
- MOBI - format zapisu firmy Mobipocket, który można pobrać na dowolne urządzenie elektroniczne (np.e-czytnik Kindle) z zainstalowanym programem (np. MobiPocket Reader) pozwalającym czytać pliki MOBI.
- Audiobooki w formacie MP3 - format pliku, przeznaczony do odsłuchu nagrań audio.
Rodzaje zabezpieczeń plików:- Watermark - (znak wodny) to zaszyfrowana informacja o użytkowniku, który zakupił produkt. Dzięki temu łatwo jest zidentyfikować użytkownika, który rozpowszechnił produkt w sposób niezgodny z prawem. Ten rodzaj zabezpieczenia jest zdecydowanie bardziej przyjazny dla użytkownika, ponieważ aby otworzyć książkę zabezpieczoną Watermarkiem nie jest potrzebne konto Adobe ID oraz autoryzacja urządzenia.
- Brak zabezpieczenia - część oferowanych w naszym sklepie plików nie posiada zabezpieczeń. Zazwyczaj tego typu pliki można pobierać ograniczoną ilość razy, określaną przez dostawcę publikacji elektronicznych. W przypadku zbyt dużej ilości pobrań plików na stronie WWW pojawia się stosowny komunikat.
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