Inżynieria powierzchni w.2021

Inżynieria powierzchni

rok wydania: 2021, wydanie drugie
ISBN: 978-83-01-21520-0
ilość stron: 407
format: 16,5x23,5 cm
oprawa: miękka

Opis

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.

Spis treści

Od autora
Wykaz skrótów

1. Obróbka warstwy wierzchniej
1.1. Klasyfikacja obróbki powierzchniowej
1.2. Koncepcja inżynierii powierzchni
1.3. Kryteria doboru procesów wytwarzania warstwy wierzchniej
1.4. Naprężenia własne
1.5. Przyczyny zniekształcenia wyrobów
1.6. Zmiana kształtu i wymiarów wyrobów hartowanych
1.7. Podstawowe obróbki warstwy wierzchniej wyrobów stalowych
1.8. Ograniczenia projektowe
1.9. Przygotowanie powierzchni podłoża
1.10. Plazma w inżynierii powierzchni
1.10.1. Plazma
1.10.2. Właściwości plazmy
1.10.3. Plazma niskotemperaturowa w obróbce warstwy wierzchniej
1.11. Magnetronowe źródło rozpylania
1.12. Przewodnictwo elektryczne

2. Materiały i ich właściwości
2.1. Rodzaje materiałów
2.1.1. Metale i ich stopy
2.1.2. Ceramika i szkło
2.1.3. Polimery
2.1.4. Kompozyty
2.1.5. Nanomateriały
2.2. Właściwości materiałów
2.2.1. Właściwości mechaniczne
2.2.2. Umocnienie dyslokacyjne
2.2.3. Umocnienie roztworowe
2.2.4. Umocnienie cząstkami innej fazy
2.2.5. Umocnienie przez rozdrobnienie ziarna
2.2.6. Pełzanie
2.2.7. Moduł Younga
2.2.8. Właściwości mechaniczne wyznaczane z próby rozciągania
2.2.9. Wytrzymałość ceramiki
2.2.10. Twardość
2.2.11. Odporność na pękanie
2.2.12. Wytrzymałość zmęczeniowa
2.2.13. Gęstość

3. Struktura atomu, wiązania chemiczne i struktura krystaliczna
3.1. Struktura atomu
3.2. Układ okresowy
3.3. Wiązania chemiczne
3.3.1. Wiązania jonowe
3.3.2. Wiązania kowalencyjne
3.3.3. Ciała stałe z wiązaniami jonowymi i kowalencyjnymi
3.3.4. Wiązania metaliczne
3.3.5. Wiązania wtórne (van der Waalsa)
3.3.6. Energia wiązań między atomami
3.4. Klasyfikacja ciał stałych ze względu na wiązania
3.5. Wiązania w poszczególnych kategoriach materiałów
3.6. Struktura krystaliczna
3.6.1. Układy krystalograficzne i typy sieci
3.6.2. Położenia sieci
3.6.3. Kierunki sieci
3.6.4. Płaszczyzny sieci
3.6.5. Oznaczanie struktur krystalicznych
3.7. Struktura krystaliczna metali
3.8. Struktury o najgęstszym ułożeniu atomów
3.9. Struktury krystaliczne ceramik
3.9.1. Wymiary i rozmieszczenie luk
3.9.2. Ceramiki jonowe i kowalencyjne
3.9.3. Proste ceramiki jonowe
3.9.4. Proste ceramiki kowalencyjne
3.10. Polimorfizm
3.11. Szkła krzemianowe

4. Tarcie, zużycie i smarowanie
4.1. Tribologia
4.2. Warstwa wierzchnia
4.3. Tarcie
4.4. Zużycie
4.4.1. Zużycie ścierne
4.4.2. Zużycie adhezyjne
4.4.3. Zużycio-korozja
4.4.4. Zużycie utleniające
4.4.5. Zużycie zmęczeniowe
4.4.6. Erozja
4.4.7. Korozjo-erozja
4.4.8. Kawitacja
4.4.9. Fretting
4.4.10. Korozja frettingowa
4.4.11. Zużycie wodorowe
4.5. Smarowanie
4.5.1. Środki smarne
4.5.2. Oleje smarne
4.5.3. Dodatki uszlachetniające
4.5.4. Emulsje
4.5.5. Smary plastyczne
4.5.6. Smary stałe

5. Korozja
5.1. Korozja chemiczna
5.1.1. Mechanizm wzrostu warstwy tlenku
5.1.2. Szybkość utleniania
5.1.3. Warstwy ochronne – tlenki ochronne
5.2. Korozja elektrochemiczna
5.2.1. Elementy ogniwa elektrochemicznego
5.2.2. Reakcje na anodzie
5.2.3. Reakcje na katodzie
5.2.4. Siła pędna korozji elektrochemicznej
5.2.5. Szereg galwaniczny
5.2.6. Pasywność metali
5.2.7. Polaryzacja
5.3. Rodzaje korozji elektrochemicznej (ogniwa korozyjne)
5.3.1. Korozyjne ogniwo galwaniczne
5.3.2. Korozja międzykrystaliczna
5.3.3. Korozyjne ogniwo stężeniowe
5.3.4. Korozja wżerowa (pittingowa)
5.3.5. Korozja szczelinowa
5.3.6. Korozyjne ogniwo naprężeniowe
5.3.7. Korozja naprężeniowa
5.3.8. Korozja zmęczeniowa
5.3.9. Korozjo-erozja
5.3.10. Oddziaływanie powłoki
5.4. Metody zapobiegania korozji elektrochemicznej
5.4.1. Projektowanie
5.4.2. Dobór materiału i obróbki
5.4.3. Powłoki ochronne
5.4.4. Inhibitory
5.4.5. Ochrona katodowa
5.4.6. Pasywacja lub ochrona anodowa

6. Obróbka warstwy wierzchniej bez zmiany jej składu chemicznego
6.1. Utwardzanie odkształceniowe (mechaniczne)
6.1.1. Dogniatanie rolkami
6.1.2. Kulowanie
6.1.3. Utwardzanie laserowe
6.2. Hartowanie powierzchniowe
6.2.1. Stale do hartowania powierzchniowego
6.2.2. Mikrostruktura
6.2.3. Grubość warstwy zahartowanej
6.2.4. Zmiana wymiarów
6.2.5. Zalety hartowania powierzchniowego
6.2.6. Hartowanie indukcyjne
6.2.7. Hartowanie płomieniowe
6.3. Obróbka powierzchniowa laserem
6.4. Hartowanie wiązką elektronów
6.5. Przetopienie warstwy wierzchniej

7. Obróbka cieplno-chemiczna
7.1. Podstawy obróbki cieplno-chemicznej
7.1.1. Potencjał węglowy
7.1.2. Dyfuzja – podstawy
7.1.3. Gęstość mocy plazmy w dyfuzyjnej obróbce plazmowej
7.2. Nawęglanie
7.2.1. Temperatura
7.2.2. Czas
7.2.3. Stale do nawęglania
7.2.4. Nawęglanie w ośrodku stałym (w proszkach)
7.2.5. Nawęglanie w cieczy
7.2.6. Nawęglanie gazowe
7.2.7. Nawęglanie próżniowe
7.3. Plazmowe procesy dyfuzyjne obróbki warstwy wierzchniej
7.4. Nawęglanie w złożu fluidalnym
7.5. Obróbka cieplna po nawęglaniu
7.5.1. Mikrostruktura stali nawęglonej
7.5.2. Węgliki
7.6. Azotonawęglanie
7.6.1. Azotonawęglanie w cieczy
7.6.2. Azotonawęglanie gazowe
7.7. Azotowanie
7.7.1. Warstwa wierzchnia i jej mikrostruktura
7.7.2. Charakterystyka procesów azotowania i nawęglania
7.7.3. Stale do azotowania
7.7.4. Azotowanie w cieczach
7.7.5. Azotowanie gazowe
7.7.6. Azotowanie plazmowe
7.8. Węgloazotowanie
7.8.1. Węgloazotowanie w kąpieli solnej
7.8.2. Węgloazotowanie gazowe
7.8.3. Węgloazotowanie plazmowe
7.9. Borowanie
7.9.1. Borowanie w proszkach
7.9.2. Borowanie z zastosowaniem pasty
7.9.3. Borowanie wielopierwiastkowe
7.10. Warstwy wierzchnie wzbogacone dyfuzyjnie pierwiastkami substytucyjnymi
7.10.1. Aluminiowanie
7.10.2. Wanadowanie
7.10.3. Chromowanie

8. Osadzanie z fazy gazowej chemiczne (CVD) i fizyczne (PVD)
8.1. Osadzanie chemiczne z fazy gazowej (CVD)
8.1.1. Wytwarzanie powłok TiC procesem CVD
8.1.2. Osadzanie TiN procesem CVD
8.1.3. Osadzanie Al2O3 procesem CVD
8.1.4. Średniotemperaturowe procesy CVD (MTCVD) nanoszenia warstw Ti(C, N) i Al2O3
8.1.5. Niskotemperaturowy proces CVD (bez wspomagania plazmą)
8.1.6. Wspomagane plazmą CVD (PACVD)
8.1.7. Mikrostruktura powłok CVD
8.2. Osadzanie fizyczne z fazy gazowej (PVD)
8.2.1. Osadzanie reaktywne
8.2.2. Naparowanie
8.2.3. Wytwarzanie materiałów w postaci pary w procesach PVD
8.2.4. Rozpylanie
8.2.5. Rodzaje rozpylania
8.2.6. Napylanie jonowe
8.2.7. Triodowe napylanie jonowe
8.2.8. Procesy PVD stosujące plazmę o częstotliwości radiowej i wyższej
8.2.9. Czynniki kształtujące mikrostrukturę powłok PVD
8.3. Powłoki wytwarzane procesami CVD i PVD
8.4. Powłoki diamentopodobne (DLC)
8.5. Implantacja jonów

9. Powłoki ogniowe
9.1. Wytwarzanie powłok ogniowych
9.2. Proces okresowy
9.3. Proces ciągły
9.3.1. Powlekanie Zn
9.3.2. Powłoki Zn-Fe
9.3.3. Powłoki Al
9.3.4. Powłoki cynk-aluminium
9.4. Powlekanie ogniowe cyną
9.5. Powłoki Pb-Sn

10. Powłoki galwaniczne
10.1. Powłoki elektrolityczne
10.1.1. Przygotowanie podłoża do powlekania
10.1.2. Powłoki Cr
10.1.3. Powłoki Ni
10.1.4. Powłoki dwuwarstwowe Ni i Cr
10.1.5. Powłoki Sn
10.1.6. Powłoki Sn-Ni
10.1.7. Powłoki Sn-Zn
10.1.8. Powłoki Zn
10.1.9. Powłoki Zn-Ni
10.1.10. Powłoki Zn-Fe
10.1.11. Powłoki metali szlachetnych (Au, Ag, Pt)
10.1.12. Powłoki elektroforetyczne
10.1.13. Powłoki kompozytowe elektrolityczno-elektroforetyczne
10.2. Powłoki chemiczne
10.2.1. Powłoki Ni
10.2.2. Powłoki Ni-P
10.2.3. Powłoki Ni-B
10.2.4. Powłoki stopów trójskładnikowych Ni
10.2.5. Powłoki kompozytowe
10.3. Powłoki konwersyjne
10.3.1. Anodowanie
10.3.2. Anodowanie konwencjonalne aluminium
10.3.3. Anodowanie twarde aluminium
10.3.4. Anodowanie mikrołukowe stopów aluminium
10.3.5. Utlenianie
10.3.6. Fosforanowanie
10.3.7. Chromianowanie

11. Natryskiwanie cieplne
11.1. Procesy natryskiwania cieplnego
11.1.1. Natryskiwanie płomieniowe
11.1.2. Natryskiwanie z dużą prędkością
11.1.3. Natryskiwanie naddźwiękowe HVOF
11.1.4. Natryskiwanie detonacyjne
11.1.5. Natryskiwanie łukowe
11.1.6. Natryskiwanie plazmowe
11.1.7. Natryskiwanie z zastosowaniem zimnego gazu
11.2. Charakterystyka powłok
11.3. Materiały natryskiwane

12. Napawanie
12.1. Rozcieńczenie
12.2. Podłoże
12.3. Procesy napawania
12.3.1. Napawanie gazowe
12.3.2. Napawanie łukowe elektrodą nietopliwą w osłonie gazowej
12.3.3. Biegunowość połączenia
12.3.4. Napawanie łukowe elektrodą topliwą w osłonie gazowej
12.3.5. Napawanie łukowe ręczne elektrodą otuloną
12.3.6. Napawanie plazmowe
12.3.7. Napawanie łukiem krytym (pod topnikiem)
12.3.8. Napawanie laserowe
12.4. Laserowe wzbogacanie warstwy wierzchniej w pierwiastki stopowe
12.5. Materiały do napawania
12.5.1. Stopy żelaza do napawania
12.5.2. Stopy austenityczne
12.5.3. Węgliki wolframu

13. Powłoki malarskie
13.1. Wyroby lakierowe
13.1.1. Rodzaje wyrobów lakierowych (farb)
13.1.2. Klasyfikacja farb ze względu na rodzaj substancji błonotwórczej
13.1.3. Malowanie
13.1.4. Powłoki organiczne nanoszone w sposób ciągły na wyroby stalowe
13.2. Powłoki z emalii porcelanowej

Pojęcia i ich definicje
Bibliografia