INŻYNIERIA POWIERZCHNI - ebook
Wydawnictwo:
Data wydania:
1 stycznia 2021
Format ebooka:
EPUB
Format
EPUB
czytaj
na czytniku
czytaj
na tablecie
czytaj
na smartfonie
Jeden z najpopularniejszych formatów e-booków na świecie.
Niezwykle wygodny i przyjazny czytelnikom - w przeciwieństwie do formatu
PDF umożliwia skalowanie czcionki, dzięki czemu możliwe jest dopasowanie
jej wielkości do kroju i rozmiarów ekranu. Więcej informacji znajdziesz
w dziale Pomoc.
Multiformat
E-booki w Virtualo.pl dostępne są w opcji multiformatu.
Oznacza to, że po dokonaniu zakupu, e-book pojawi się na Twoim koncie we wszystkich formatach dostępnych aktualnie dla danego tytułu.
Informacja o dostępności poszczególnych formatów znajduje się na karcie produktu.
Format
MOBI
czytaj
na czytniku
czytaj
na tablecie
czytaj
na smartfonie
Jeden z najczęściej wybieranych formatów wśród czytelników
e-booków. Możesz go odczytać na czytniku Kindle oraz na smartfonach i
tabletach po zainstalowaniu specjalnej aplikacji. Więcej informacji
znajdziesz w dziale Pomoc.
Multiformat
E-booki w Virtualo.pl dostępne są w opcji multiformatu.
Oznacza to, że po dokonaniu zakupu, e-book pojawi się na Twoim koncie we wszystkich formatach dostępnych aktualnie dla danego tytułu.
Informacja o dostępności poszczególnych formatów znajduje się na karcie produktu.
Multiformat
E-booki sprzedawane w księgarni Virtualo.pl dostępne są w opcji
multiformatu - kupujesz treść, nie format. Po dodaniu e-booka do koszyka
i dokonaniu płatności, e-book pojawi się na Twoim koncie w Mojej
Bibliotece we wszystkich formatach dostępnych aktualnie dla danego
tytułu. Informacja o dostępności poszczególnych formatów znajduje się na
karcie produktu przy okładce. Uwaga: audiobooki nie są objęte opcją
multiformatu.
czytaj
na tablecie
Aby odczytywać e-booki na swoim tablecie musisz zainstalować specjalną
aplikację. W zależności od formatu e-booka oraz systemu operacyjnego,
który jest zainstalowany na Twoim urządzeniu może to być np. Bluefire
dla EPUBa lub aplikacja Kindle dla formatu MOBI.
Informacje na temat zabezpieczenia e-booka znajdziesz na karcie produktu
w "Szczegółach na temat e-booka". Więcej informacji znajdziesz w dziale
Pomoc.
czytaj
na czytniku
Czytanie na e-czytniku z ekranem e-ink jest bardzo wygodne i nie męczy
wzroku. Pliki przystosowane do odczytywania na czytnikach to przede
wszystkim EPUB (ten format możesz odczytać m.in. na czytnikach
PocketBook) i MOBI (ten fromat możesz odczytać m.in. na czytnikach Kindle).
Informacje na temat zabezpieczenia e-booka znajdziesz na karcie produktu
w "Szczegółach na temat e-booka". Więcej informacji znajdziesz w dziale
Pomoc.
czytaj
na smartfonie
Aby odczytywać e-booki na swoim smartfonie musisz zainstalować specjalną
aplikację. W zależności od formatu e-booka oraz systemu operacyjnego,
który jest zainstalowany na Twoim urządzeniu może to być np. iBooks dla
EPUBa lub aplikacja Kindle dla formatu MOBI.
Informacje na temat zabezpieczenia e-booka znajdziesz na karcie produktu
w "Szczegółach na temat e-booka". Więcej informacji znajdziesz w dziale
Pomoc.
Czytaj fragment
Pobierz fragment
Pobierz fragment w jednym z dostępnych formatów
INŻYNIERIA POWIERZCHNI - ebook
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.
| Kategoria: | Inżynieria i technika |
| Zabezpieczenie: |
Watermark
|
| ISBN: | 978-83-01-21602-3 |
| Rozmiar pliku: | 16 MB |
FRAGMENT KSIĄŻKI
OD AUTORA
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.
Właściwości użytkowe wyrobów, najczęściej elementów maszyn i urządzeń, są warunkowane zarówno właściwościami mechanicznymi materiału przyjętego do ich wytwarzania, jak również właściwościami tribologicznymi ich warstwy wierzchniej bezpośrednio współpracującej w pracach konstrukcyjnych obciążonych mechanicznie, również często narażonych na oddziaływanie otoczenia korozyjnego i wysokiej temperatury. Zarówno właściwości materiału wnętrza, jak i warstwy wierzchniej są zależne od struktury na każdym jej poziomie, poczynając od struktury atomu, a kończąc na mikrostrukturze.
Warstwa wierzchnia wyrobów jest szczególnie narażona na zużycie podczas eksploatacji w podwyższonej temperaturze i w środowisku korozyjnym. Zachodzące wówczas procesy dyfuzyjne prowadzą do zmiany struktury materiału warstwy i powodują zmiany jej właściwości użytkowych. Warstwa wierzchnia wyrobów jest jednocześnie narażona na bezpośrednie oddziaływanie czynników mechanicznych i chemicznych. Struktura materiału warstwy i jego właściwości ulegają więc zmianie niezależnie od temperatury pracy wyrobów i są warunkowane, poza oddziaływaniem czynnika ciepła, także oddziaływaniem czynników mechanicznych i chemicznych otoczenia. Wymagania podstawowe dla materiału wyrobu dotyczą przenoszenia obciążeń mechanicznych. W odniesieniu do jego warstwy wierzchniej występuje konieczność zapewnienia większej odporności na zużycie w warunkach tarcia i odporności na korozję, także uzyskania estetycznego wyglądu.
Występujące różne wymagania dla materiałów wyrobu i jego warstwy wierzchniej w maszynach i urządzeniach technicznych można obecnie już uwzględnić przez przyjęcie kryteriów doboru materiałów dla ich prognozowanego zastosowania, także wskazania możliwości modyfikowania ich warstwy wierzchniej w procesach obróbki powierzchniowej. Spośród tych procesów obróbki powierzchniowej wyodrębnia się procesy prowadzące do kształtowania mikrostruktury warstwy wierzchniej: 1) bez zmiany jej składu chemicznego, 2) przy zmianie składu chemicznego i struktury, 3) przez wytworzenie na powierzchni wyrobu warstwy powłoki nowego materiału.
W treści podręcznika wyodrębniono dwie główne części. Rozdziały 1–5 dotyczą charakteryzacji fizycznych i chemicznych zjawisk stanowiących podstawy inżynierii powierzchni, natomiast rozdziały 6–13 dotyczą procesów wytwarzania warstwy wierzchniej lub osadzania powłok ochronnych na powierzchnie wyrobów. W rozdziale 1. przedstawiono założenia i cel inżynierii powierzchni, klasyfikację procesów obróbki powierzchniowej oraz przyczyny powstania naprężeń własnych prowadzących do zmiany kształtu wyrobów obrabianych podczas tych procesów. Omówiono podstawowe właściwości fizyczne plazmy i jej zastosowanie w modyfikowaniu materiałów warstwy wierzchniej. Rozdział 2. zawiera charakterystykę wyodrębnionych grup materiałów, także czynników wpływających na ich właściwości fizyczne, chemiczne i mechaniczne oraz metodyki ich badań. W rozdziale 3. scharakteryzowano strukturę materiałów inżynierskich – budowę atomu, wiązania międzyatomowe, strukturę krystaliczną i mikrostrukturę. Rozdział 4. poświęcono zagadnieniom tribologii – zjawisku tarcia, rodzajom zużycia warstwy wierzchniej. Podano przykłady środków smarnych. W rozdziale 5. omówiono procesy korozji elektrochemicznej i chemicznej oraz sposoby jej zapobiegania. Rozdział 6. dotyczy procesów modyfikowania warstwy wierzchniej bez zmiany składu chemicznego jej materiału – umocnienia odkształceniowego, hartowania powierzchniowego i obróbki laserowej. W rozdziale 7. przedstawiono procesy cieplno-chemiczne obróbki warstwy wierzchniej, w tym nawęglanie i azotowanie wyrobów stalowych, także procesy nasycania atomami pierwiastków substytucyjnych warstwy wierzchniej wyrobów. Rozdział 8. dotyczy procesów chemicznego i fizycznego osadzania z fazy gazowej. Opisano procesy wytwarzania twardych powłok ceramicznych na narzędziach skrawających. Rozdział 9. poświęcono głównie wytwarzaniu powłok ogniowych na taśmach blach stalowych przeznaczonych dla przemysłu samochodowego. W rozdziale 10. scharakteryzowano wytwarzanie powłok w procesach elektrolitycznych, chemicznych (bezprądowych) i konwersyjnych. Rozdział 11. dotyczy powłok wytwarzanych w procesach natryskiwania cieplnego. Omówiono podstawowe procesy natryskiwania, właściwości powłok wytwarzanych w tych procesach, a także stosowane materiały. W rozdziale 12. przedstawiono warstwy powstające w procesach spawalniczych. Scharakteryzowano poszczególne rodzaje procesów napawania i materiały stosowane do wytworzenia napawanej warstwy. Rozdział 13. dotyczy powłok malarskich oraz powłok z emalii porcelanowej. Podręcznik zawiera również obszerny zbiór pojęć i definicji z zakresu inżynierii powierzchni.
Na ostateczny kształt pracy miały wpływ uwagi i dyskusje dotyczące podręcznika oraz różnych aspektów inżynierii powierzchni i inżynierii materiałowej. Kieruję wyrazy wdzięczności do wszystkich osób, m.in. z Katedry Inżynierii Powierzchni i Analiz Materiałów, Wydziału Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej AGH, które umożliwiły mi prowadzenie badań i pomogły w realizacji tej pracy.
Szczególne podziękowania składam Recenzentom podręcznika: Profesorowi J. Sieniawskiemu za wnikliwą, rzeczową i krytyczną ocenę tekstu rozbudowaną propozycjami korzystnych zmian oraz Profesorowi B. Majorowi za przedstawioną opinię i sugestie. Dziękuję także Doktorowi P. Osuchowi za pomoc w opracowaniu rysunków.
Kraków, sierpień 2020 r.
Marek BlicharskiWYKAZ SKRÓTÓW
------- -------------------------------------------- ----------------------------------------------------
AC _alternating current_ prąd przemienny
APS _air (atmospheric) plasma spraying_ natryskiwanie plazmowe w powietrzu
CP _complex-phase steels_ stal wielofazowa
CVD _chemical vapour deposition_ osadzanie chemiczne z fazy gazowej
DC _direct current_ prąd stały
DCEN _direct current electrode negative_ prąd stały elektroda ujemna
DCEP _direct current electrode positive_ prąd stały elektroda dodatnia
DLC _diamond like carbon_ diamentopodobna
DP _dual-phase steels_ stal dwufazowa
DS _dioda sputtering_ rozpylanie diodowe
EA _electric arc_ łuk elektryczny
EB _electron beam_ wiązka elektronów
HDPE _high density polyethylene_ polietylen o dużej gęstości
HVOF _high velocity oxygen fuel spray coating_ natryskiwanie paliwowo-tlenowe z dużą prędkością
HZ _hexagonal close packet (HCP)_ heksagonalna zwarta
IGSCC _intergranular stress-corrosion cracking_ pękanie naprężeniowo-korozyjne wzdłuż granic ziarn
IPS _inert gas plasma spraying_ natryskiwanie plazmowe w osłonie gazu obojętnego
IR _infrared_ podczerwony
LBW _laser beam welding_ spawanie wiązką lasera
LPPS _low pressure plasma spraying_ natryskiwanie plazmowe niskociśnieniowe
MS _magnetron sputtering_ rozpylanie magnetronowe
MTCVD _medium temperature CVD_ średnotemperaturowe CVD
PA _polyamide_ poliamid
PAPVD _plasma-assisted PVD_ wspomagane plazmą PVD
PAW _plasma arc welding_ spawanie plazmowe
PE _polyethylene_ polietylen
PP _polypropylene_ polipropylen
PS _plasma spraying_ natryskiwanie plazmowe
PU _polyurethan_ poliuretan
PTFE _polytetrafluoroetyhylene_ politetrafluoroetylen
PVC _poly(vinyl chloride)_ poli(chlorek winylu)
PVD _physical vapour deposition_ osadzanie fizyczne z fazy gazowej
RPC _body centered cubic (bcc)_ regularna przestrzennie centrowana
RPS _reactive plasma spraying_ reaktywne natryskiwanie plazmowe
RSC _face centered cubic (fcc)_ regularna ściennie centrowana
SAW _submerged arc welding_ spawanie łukiem krytym
SCC _stress-corrosion cracking_ pękanie naprężeniowo-korozyjne
SMAW _shilded metal arc welding_ spawanie ręczne elektrodą otuloną
SPS _shrouded plasma spraying_ natryskiwanie plazmowe osłonowe
SSC _sulfide stress cracking_ pękanie naprężeniowo-siarczkowe
TRIP _transformation induced plasticity steels_ stal umacniana przemianą
UPS _underwater plasma spraying_ natryskiwanie plazmowe pod wodą
UV _ultraviolet_ promieniowanie nadfioletowe
VPS _vacuum plasma spraying_ próżniowe natryskiwanie plazmowe
------- -------------------------------------------- ----------------------------------------------------
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.
Właściwości użytkowe wyrobów, najczęściej elementów maszyn i urządzeń, są warunkowane zarówno właściwościami mechanicznymi materiału przyjętego do ich wytwarzania, jak również właściwościami tribologicznymi ich warstwy wierzchniej bezpośrednio współpracującej w pracach konstrukcyjnych obciążonych mechanicznie, również często narażonych na oddziaływanie otoczenia korozyjnego i wysokiej temperatury. Zarówno właściwości materiału wnętrza, jak i warstwy wierzchniej są zależne od struktury na każdym jej poziomie, poczynając od struktury atomu, a kończąc na mikrostrukturze.
Warstwa wierzchnia wyrobów jest szczególnie narażona na zużycie podczas eksploatacji w podwyższonej temperaturze i w środowisku korozyjnym. Zachodzące wówczas procesy dyfuzyjne prowadzą do zmiany struktury materiału warstwy i powodują zmiany jej właściwości użytkowych. Warstwa wierzchnia wyrobów jest jednocześnie narażona na bezpośrednie oddziaływanie czynników mechanicznych i chemicznych. Struktura materiału warstwy i jego właściwości ulegają więc zmianie niezależnie od temperatury pracy wyrobów i są warunkowane, poza oddziaływaniem czynnika ciepła, także oddziaływaniem czynników mechanicznych i chemicznych otoczenia. Wymagania podstawowe dla materiału wyrobu dotyczą przenoszenia obciążeń mechanicznych. W odniesieniu do jego warstwy wierzchniej występuje konieczność zapewnienia większej odporności na zużycie w warunkach tarcia i odporności na korozję, także uzyskania estetycznego wyglądu.
Występujące różne wymagania dla materiałów wyrobu i jego warstwy wierzchniej w maszynach i urządzeniach technicznych można obecnie już uwzględnić przez przyjęcie kryteriów doboru materiałów dla ich prognozowanego zastosowania, także wskazania możliwości modyfikowania ich warstwy wierzchniej w procesach obróbki powierzchniowej. Spośród tych procesów obróbki powierzchniowej wyodrębnia się procesy prowadzące do kształtowania mikrostruktury warstwy wierzchniej: 1) bez zmiany jej składu chemicznego, 2) przy zmianie składu chemicznego i struktury, 3) przez wytworzenie na powierzchni wyrobu warstwy powłoki nowego materiału.
W treści podręcznika wyodrębniono dwie główne części. Rozdziały 1–5 dotyczą charakteryzacji fizycznych i chemicznych zjawisk stanowiących podstawy inżynierii powierzchni, natomiast rozdziały 6–13 dotyczą procesów wytwarzania warstwy wierzchniej lub osadzania powłok ochronnych na powierzchnie wyrobów. W rozdziale 1. przedstawiono założenia i cel inżynierii powierzchni, klasyfikację procesów obróbki powierzchniowej oraz przyczyny powstania naprężeń własnych prowadzących do zmiany kształtu wyrobów obrabianych podczas tych procesów. Omówiono podstawowe właściwości fizyczne plazmy i jej zastosowanie w modyfikowaniu materiałów warstwy wierzchniej. Rozdział 2. zawiera charakterystykę wyodrębnionych grup materiałów, także czynników wpływających na ich właściwości fizyczne, chemiczne i mechaniczne oraz metodyki ich badań. W rozdziale 3. scharakteryzowano strukturę materiałów inżynierskich – budowę atomu, wiązania międzyatomowe, strukturę krystaliczną i mikrostrukturę. Rozdział 4. poświęcono zagadnieniom tribologii – zjawisku tarcia, rodzajom zużycia warstwy wierzchniej. Podano przykłady środków smarnych. W rozdziale 5. omówiono procesy korozji elektrochemicznej i chemicznej oraz sposoby jej zapobiegania. Rozdział 6. dotyczy procesów modyfikowania warstwy wierzchniej bez zmiany składu chemicznego jej materiału – umocnienia odkształceniowego, hartowania powierzchniowego i obróbki laserowej. W rozdziale 7. przedstawiono procesy cieplno-chemiczne obróbki warstwy wierzchniej, w tym nawęglanie i azotowanie wyrobów stalowych, także procesy nasycania atomami pierwiastków substytucyjnych warstwy wierzchniej wyrobów. Rozdział 8. dotyczy procesów chemicznego i fizycznego osadzania z fazy gazowej. Opisano procesy wytwarzania twardych powłok ceramicznych na narzędziach skrawających. Rozdział 9. poświęcono głównie wytwarzaniu powłok ogniowych na taśmach blach stalowych przeznaczonych dla przemysłu samochodowego. W rozdziale 10. scharakteryzowano wytwarzanie powłok w procesach elektrolitycznych, chemicznych (bezprądowych) i konwersyjnych. Rozdział 11. dotyczy powłok wytwarzanych w procesach natryskiwania cieplnego. Omówiono podstawowe procesy natryskiwania, właściwości powłok wytwarzanych w tych procesach, a także stosowane materiały. W rozdziale 12. przedstawiono warstwy powstające w procesach spawalniczych. Scharakteryzowano poszczególne rodzaje procesów napawania i materiały stosowane do wytworzenia napawanej warstwy. Rozdział 13. dotyczy powłok malarskich oraz powłok z emalii porcelanowej. Podręcznik zawiera również obszerny zbiór pojęć i definicji z zakresu inżynierii powierzchni.
Na ostateczny kształt pracy miały wpływ uwagi i dyskusje dotyczące podręcznika oraz różnych aspektów inżynierii powierzchni i inżynierii materiałowej. Kieruję wyrazy wdzięczności do wszystkich osób, m.in. z Katedry Inżynierii Powierzchni i Analiz Materiałów, Wydziału Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej AGH, które umożliwiły mi prowadzenie badań i pomogły w realizacji tej pracy.
Szczególne podziękowania składam Recenzentom podręcznika: Profesorowi J. Sieniawskiemu za wnikliwą, rzeczową i krytyczną ocenę tekstu rozbudowaną propozycjami korzystnych zmian oraz Profesorowi B. Majorowi za przedstawioną opinię i sugestie. Dziękuję także Doktorowi P. Osuchowi za pomoc w opracowaniu rysunków.
Kraków, sierpień 2020 r.
Marek BlicharskiWYKAZ SKRÓTÓW
------- -------------------------------------------- ----------------------------------------------------
AC _alternating current_ prąd przemienny
APS _air (atmospheric) plasma spraying_ natryskiwanie plazmowe w powietrzu
CP _complex-phase steels_ stal wielofazowa
CVD _chemical vapour deposition_ osadzanie chemiczne z fazy gazowej
DC _direct current_ prąd stały
DCEN _direct current electrode negative_ prąd stały elektroda ujemna
DCEP _direct current electrode positive_ prąd stały elektroda dodatnia
DLC _diamond like carbon_ diamentopodobna
DP _dual-phase steels_ stal dwufazowa
DS _dioda sputtering_ rozpylanie diodowe
EA _electric arc_ łuk elektryczny
EB _electron beam_ wiązka elektronów
HDPE _high density polyethylene_ polietylen o dużej gęstości
HVOF _high velocity oxygen fuel spray coating_ natryskiwanie paliwowo-tlenowe z dużą prędkością
HZ _hexagonal close packet (HCP)_ heksagonalna zwarta
IGSCC _intergranular stress-corrosion cracking_ pękanie naprężeniowo-korozyjne wzdłuż granic ziarn
IPS _inert gas plasma spraying_ natryskiwanie plazmowe w osłonie gazu obojętnego
IR _infrared_ podczerwony
LBW _laser beam welding_ spawanie wiązką lasera
LPPS _low pressure plasma spraying_ natryskiwanie plazmowe niskociśnieniowe
MS _magnetron sputtering_ rozpylanie magnetronowe
MTCVD _medium temperature CVD_ średnotemperaturowe CVD
PA _polyamide_ poliamid
PAPVD _plasma-assisted PVD_ wspomagane plazmą PVD
PAW _plasma arc welding_ spawanie plazmowe
PE _polyethylene_ polietylen
PP _polypropylene_ polipropylen
PS _plasma spraying_ natryskiwanie plazmowe
PU _polyurethan_ poliuretan
PTFE _polytetrafluoroetyhylene_ politetrafluoroetylen
PVC _poly(vinyl chloride)_ poli(chlorek winylu)
PVD _physical vapour deposition_ osadzanie fizyczne z fazy gazowej
RPC _body centered cubic (bcc)_ regularna przestrzennie centrowana
RPS _reactive plasma spraying_ reaktywne natryskiwanie plazmowe
RSC _face centered cubic (fcc)_ regularna ściennie centrowana
SAW _submerged arc welding_ spawanie łukiem krytym
SCC _stress-corrosion cracking_ pękanie naprężeniowo-korozyjne
SMAW _shilded metal arc welding_ spawanie ręczne elektrodą otuloną
SPS _shrouded plasma spraying_ natryskiwanie plazmowe osłonowe
SSC _sulfide stress cracking_ pękanie naprężeniowo-siarczkowe
TRIP _transformation induced plasticity steels_ stal umacniana przemianą
UPS _underwater plasma spraying_ natryskiwanie plazmowe pod wodą
UV _ultraviolet_ promieniowanie nadfioletowe
VPS _vacuum plasma spraying_ próżniowe natryskiwanie plazmowe
------- -------------------------------------------- ----------------------------------------------------
więcej..
