Dr.-Ing. Karl Sommer, vormals Staatliche Materialprüfungsanstalt (MPA) Universität StuttgartDr.-Ing. Rudolf Heinz, Robert Bosch GmbH, StuttgartDr.-Ing. Jörg Schöfer, Robert Bosch GmbH, Stuttgart

Vorwort 5
Inhaltsverzeichnis 7
Die Autoren 13
1 Einführung 14
Literaturverzeichnis 15
2 Tribologische Grundlagen 16
2.1 Tribologisches System 16
2.2 Reibung 19
2.2.1 Makroskopische Betrachtung 20
2.2.2 Mikroskopische Betrachtung 20
2.2.3 Reibungsarten 23
2.2.4 Reibungszustände 24
2.2.5 Reibungszahlen 25
2.3 Verschleißarten 27
2.4 Verschleißmechanismen 27
2.4.1 Adhäsion 29
2.4.2 Abrasion 31
2.4.3 Oberflächenzerrüttung 33
2.4.4 Tribochemische Reaktion 34
2.4.5 Ablation 36
2.5 Zusammenhang zwischen Reibung und Verschleiß 37
2.6 Ausfallkriterien 41
Literaturverzeichnis 44
3 Methodik der Analyse tribologischer Schäden 48
3.1 Strukturanalyse 50
3.2 Beanspruchungsanalyse 51
Literaturverzeichnis 52
4 Gleitverschleiß 54
4.1 Grundlagen geschmierter Tribosysteme 54
4.1.1 Hydrodynamik 54
4.1.2 Mischreibung und Grenzreibung 56
4.2 Verschleißerscheinungsformen bei Hydrodynamik und Mischreibung 59
4.2.1 Riefen 60
4.2.2 Einbettung von Fremdpartikeln 63
4.2.3 Eindrückungen 66
4.2.4 Ausbrüche 66
4.2.5 Ungleichmäßiges Tragbild 70
4.2.6 Rattermarken 71
4.2.7 Fresser 73
4.2.8 Werkstoffübertrag 78
4.2.9 Schubrisse 81
4.2.10 Brandrisse 83
4.2.11 Gefügeänderung 86
4.2.12 Schmelzerscheinungen 92
4.2.13 Stromübergang 95
4.2.14 Tribochemische Reaktionsschicht 97
4.2.15 Plastische Oberflächenverformung 100
4.2.16 Profiländerung 102
4.3 Grundlagen ungeschmierter Tribosysteme 104
4.3.1 Beanspruchungsbedingte Einflüsse 105
4.3.2 Strukturbedingte Einflüsse 110
4.4 Besonderheiten bei Trockenreibung im Vakuum 114
4.5 Verschleißerscheinungsformen bei ungeschmierter Gleitreibung 115
4.5.1 Fresser 115
4.5.2 Riefen 116
4.5.3 Werkstoffübertrag 117
4.5.4 Schubrisse 118
4.5.5 Brandrisse 118
4.5.6 Gefügeänderung 121
4.5.7 Tribooxidation 126
Literaturverzeichnis 127
5 Schwingungsverschleiß (Fretting) 135
5.1 Grundlagen 135
5.1.1 Bewegungsformen 135
5.1.2 Stofftransport und Reibungszustand 135
5.1.3 Systemklassen 136
5.1.4 Verschleißmechanismen bei Schwingungsverschleiß 138
5.2 Verschleißerscheinungsformen durch Schwingungsverschleiß 143
5.2.1 Beläge (Tribooxidation, Reiboxidation, Reibrost, Passungsrost) 144
5.2.2 Narben 153
5.2.3 Mulden 156
5.2.4 Riffel 158
5.2.5 Wurmspuren 163
5.2.6 Stillstandsmarkierungen (false brinelling) 167
5.2.7 Schwingungsverschleiß mit überwiegend einem Verschleißmechanismus 175
5.3 Reibdauerbrüche (fretting fatigue) 178
5.4 Allgemeine Hinweise zur Minderung von Schwingungsverschleiß 191
Literaturverzeichnis 194
6 Wälzverschleiß 198
6.1 Grundlagen 198
6.1.1 Allgemeiner Überblick 198
6.1.2 Hertzsche Pressung ungeschmiert 199
6.1.3 Hertzsche Pressung geschmiert 203
6.1.4 Schädigungsbetrachtungen 209
6.1.5 Vergleich ertragbarer Hertzscher Pressungen 211
6.1.6 Zahnräder 212
6.1.7 Wälzlager 242
6.1.8 Kurvengetriebe 265
6.1.9 Gleichlaufgelenke 270
6.1.10 Rad/Schiene 272
6.2 Verschleißerscheinungsformen bei vollständiger Elastohydrodynamik (EHD) 276
6.2.1 Gefügeänderung 277
6.2.2 Abblätterung 283
6.3 Verschleißerscheinungsformen bei Mischreibung unterElastohydrodynamik 285
6.3.1 Ungleichmäßiges Tragbild 285
6.3.2 Tribochemische Reaktionsschicht 290
6.3.3 Riefen 292
6.3.4 Fresser 297
6.3.5 Profiländerung 302
6.3.6 Graufleckigkeit 311
6.3.7 Grübchen 321
6.3.8 Abblätterung 330
6.3.9 Abplatzer 338
6.3.10 Schichtbruch 341
6.3.11 Riffel 342
6.4 Verschleißerscheinungsformen bei ungeschmierter Wälzreibung 355
6.4.1 Profiländerung 355
6.4.2 Riffel 357
6.4.3 Rissbildungen und Ausbrüche 360
6.4.4 Gefügeänderung 362
Literaturverzeichnis 364
7 Abrasivverschleiß 383
7.1 Grundlagen 383
7.2 Zweikörper-Abrasivverschleiß – Abrasiv-Gleitverschleiß durch gebundenes Korn 391
7.2.1 Beanspruchungsbedingte Einflüsse 392
7.2.2 Strukturbedingte Einflüsse 393
7.3 Verschleißerscheinungsformen bei Abrasiv-Gleitverschleiß durch gebundenes Korn 405
7.3.1 Riefen 405
7.3.2 Einbettung 407
7.3.3 Ausbrüche 407
7.3.4 Brandrisse 408
7.3.5 Gefügeänderung 410
7.3.6 Profiländerung 411
7.4 Dreikörper-Abrasivverschleiß 413
7.4.1 Beanspruchungsbedingte Einflüsse 415
7.4.2 Strukturbedingte Einflüsse 416
7.5 Verschleißerscheinungsformen bei Dreikörper-Abrasivverschleiß 424
7.5.1 Riefen 424
7.5.2 Einbettung 427
7.5.3 Schubrisse 427
7.5.4 Mulden 428
7.5.5 Riffel 429
7.5.6 Profiländerung 430
Literaturverzeichnis 435
8 Erosion und Erosionskorrosion 440
8.1 Allgemeine Grundlagen 440
8.2 Grundlagen Abrasiv-Gleitverschleiß durch loses Korn (Erosion) 441
8.2.1 Allgemeines 441
8.2.2 Beanspruchungsbedingte Einflüsse 442
8.2.3 Strukturbedingte Einflüsse 443
8.3 Verschleißerscheinungsformen bei Erosion durch loses Korn 445
8.3.1 Querwellen, Mulden 445
8.3.2 Riefen 448
8.3.3 Selektive Erosion 449
8.3.4 Profiländerung 453
8.4 Grundlagen Strahlverschleiß 454
8.4.1 Allgemeines 454
8.4.2 Beanspruchungsbedingte Einflüsse 455
8.4.3 Strukturbedingte Einflüsse 464
8.5 Verschleißerscheinungsformen bei Strahlverschleiß 473
8.5.1 Querwellen, Mulden 473
8.5.2 Riffel 480
8.5.3 Eindrückungen 481
8.5.4 Profiländerung 483
8.6 Grundlagen hydroerosiver (hydroabrasiver) Verschleiß 488
8.6.1 Allgemeines 488
8.6.2 Beanspruchungsbedingte Einflüsse 491
8.6.3 Strukturbedingte Einflussgrößen 495
8.7 Verschleißerscheinungsformen bei hydroerosivem Verschleiß 510
8.7.1 Längs- und Querwellen, Mulden, Rillen 510
8.7.2 Eindrückungen 520
8.7.3 Riefen 521
8.7.4 Selektive Erosion 522
8.7.5 Profiländerung 524
8.8 Grundlagen Erosionskorrosion 524
8.8.1 Allgemeines 524
8.8.2 Beanspruchungsbedingte Einflüsse 527
8.8.3 Strukturbedingte Einflüsse 532
8.9 Verschleißerscheinungen durch Erosionskorrosion 535
8.9.1 Auswaschungen, Querwellen, Mulden 535
8.9.2 Riffel 541
8.9.3 Längswellen 543
8.9.4 Selektive Korrosion 544
8.10 Grundlagen Kavitationserosion 545
8.10.1 Allgemeines 545
8.10.2 Entstehung und Wirkung von Kavitation 547
8.10.3 Beanspruchungsbedingte Einflüsse 549
8.10.4 Werkstoffverhalten 551
8.10.5 Möglichkeiten der Einflussnahme auf die Kavitationserosion 556
8.11 Verschleißerscheinungsformen durch Kavitationserosion 557
8.11.1 Erosion durch Schwingungs- und Strömungskavitation 557
8.11.2 Aufrauung 565
8.11.3 Ausbrüche 572
8.12 Grundlagen Tropfenschlagerosion 573
8.12.1 Allgemeines 573
8.12.2 Beanspruchungsbedingte Einflüsse 574
8.13 Verschleißerscheinungen bei Tropfenschlagerosion 577
8.13.1 Mulden 577
8.13.2 Aufrauung 578
8.14 Gaserosion 581
Literaturverzeichnis 582
9 Anhang 596
9.1 Farbiger Bildteil 596
9.2 Gegenüberstellung von alter (DIN) und neuer (Euro-Norm) Werkstoffbezeichnung 601
Sachwortverzeichnis 606