Глава 3

Материаловедение изучает виды, свойства, а также способы получения и обработки машиностроительных и эксплуатационных материалов.

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

§ 3.1. Основные виды материалов, применяемых в пожарной технике

Материалы, применяемые в пожарной технике, под­разделяются на три основных вида: металлы, неметал­лические материалы, эксплуатационные материалы.

Металлами называются вещества, обладающие теп­ло- и электропроводностью, пластичностью и ковкостью, прочностью и кристаллическим строением. Под терми­ном металлы понимают всю группу металлических ма­териалов, т. е. чистые металлы и сплавы. Чистые метал­лы используют в тех случаях, когда от материала требуются высокая температура плавления, тепло- и электропроводность. Чистые металлы используют в ра­диотехнике, электротехнике, телевидении, телемеханике, автоматике и т. д.

Сплавами называются сложные вещества, получен­ные путем сплавления нескольких элементов. По сравне­нию с чистыми металлами сплавы имеют следующие преимущества: более высокую прочность; способность изменять свойства при изменении химического состава; способность улучшать свойства под влиянием термичес­кой обработки; более низкую температуру плавления; большую текучесть в расплавленном состоянии; меньшую усадку. Сплавы часто приобретают новые свойства, ко­торых нет у входящих в сплав чистых металлов. Напри­мер, железо в чистом виде — мягкий, пластический ма­териал, однако если в него добавить 1...2 % углерода, то полученный сплав становится более твердым. Добавле­ние к железу никеля и хрома делает его нержавеющим. Чистое олово плавится при температуре 232 °С, свинец—■ при температуре 327 °С. Температура плавления оловянно-свинцового сплава в зависимости от соотношения компонентов колеблется в пределах 60...180°С.

В настоящее время используется более 10 тыс. спла­вов, в состав которых входит свыше 40 химических эле­ментов в различных сочетаниях.

Металлы и сплавы, применяемые в технике, подраз­деляются на два основных класса: первый — черные ме­таллы (сталь, чугун) и ферросплавы, второй — цвет­ные металлы и их сплавы.

К основным Физическим свойствам металлов отно­сятся: плотность, теплопроводность, электропроводность, температура плавления, магнитные свойства и некоторые другие.

Плотность металлов — это количество данного мате-

риала (его масса), содержащееся в единице объема (кг/м³).

Теплопроводность — способность металлов и спла­вов с различной скоростью проводить теплоту при на­гревании и охлаждении. Теплопроводность измеряют в ккал/(м-ч-град), Вт/(м-град).

Электропроводность — способность металлов и спла­вов проводить электрический ток.

Температура плавления — степень нагрева, при ко­торой металл переходит От твердого состояния в жидкое.

Железо и сталь обладают магнитными свойствами, т. е. они могут притягиваться магнитом и намагничи­ваться.

К механическим, свойствам металлов и сплавов отно­сятся: твердость, прочность, упругость, пластичность

И вязкость

Эти свойства являются решающими при определении способности металлов сопротивляться прилагаемым к де­талям внешним нагрузкам, характеризующим пригод­ность изделия к различным условиям эксплуатации.

Твердость — способность металла оказывать сопро­тивление проникновению в поверхность другого, более твердого тела.

Прочность — способность металла сопротивляться разрушению при действии на него нагрузки.

Упругость — способность металла принимать перво­начальные форму и размеры после прекращения дейст­вия нагрузки.

Пластичность — способность металла не разрушать­ся, изменять первоначальные форму и размеры под дей­ствием нагрузки и сохранять приданные форму и раз­меры после прекращения действия нагрузки.

Вязкость — способность металлов сопротивляться быстроприложенным нагрузкам.

Знание механических свойств металла необходимо при изготовлении и ремонте пожарного оборудования.

_Технологические свойства — резание, ковкость, жид- котекучесть, усадка, свариваемость определяют спо­собность металла подвергаться различным видам обра­ботки.

Под химическими свойствами металлов понимают их способность вступать в соединения с различными веще­ствами и в первую очередь с кислотами. Чем легче ме­талл вступает в соединение с другими элементами, тем быстрее он разрушается. Разрушение металлов и спла­вов под действием окружающей среды называется кор­розией.

К неметаллическим и эксплуатационным материалам относят пластмассы, древесину, резину, лаки, горюче­смазочные и прокладочные материалы, технологические жидкости.

Изделия из пластмасс имеют механическую проч­ность, приближающуюся к прочности металлов. Они об­ладают хорошими антифрикционными и электроизоля­ционными свойствами, не поддаются действию слабых, а часто и сильных растворов кислот и щелочей.

Изделия из дерева отличаются сравнительно высо­кой механической прочностью, имеют небольшую плот­ность, массу, малую теплопроводность, легко обрабаты­ваются и т. д.

Резина характеризуется вибростойкостью, высокой эластичностью, сравнительно высокой механической прочностью, электроизоляционными свойствами, непрони­цаемостью для воды и газов. Краски и лаки предохраня­ют детали машин и сооружений от коррозии, а также придают им красивый внешний вид.