- •Часть II
- •Глава 1. Металлы и сплавы 7
- •Глава 2. Материалы из неорганических 75
- •Глава 3. Полимерные пластические материалы (пластмассы) 97
- •Глава 4. Материалы из органических веществ 107
- •Введение
- •Глава 1. Металлы и сплавы
- •1.1. Железо и сплавы на его основе
- •1.1.1. Система железо – углерод
- •1.1.1.1. Компоненты и фазы железоуглеродистых сплавов
- •1.1.1.2. Процессы при структурообразовании железоуглеродистых сплавов
- •1.1.1.3. Структуры железоуглеродистых сплавов
- •1.1.2. Стали и сплавы
- •1.1.2.1. Влияние углерода и примесей на свойства сталей
- •1.1.2.2. Назначение легирующих элементов
- •1.1.2.3. Классификация сталей
- •1.1.2.4. Маркировка сталей
- •1.1.2.5. Конструкционные стали и сплавы
- •1.1.2.5.1. Конструкционные строительные стали и сплавы
- •1.1.2.5.2. Конструкционные машиностроительные стали и сплавы общего назначения
- •1.1.2.5.3. Конструкционные машиностроительные стали и сплавы специального назначения
- •1.1.2.6. Инструментальные стали и сплавы
- •1.1.2.7. Стали и сплавы с особыми физическими свойствами
- •1.1.2.7.1. Стали и сплавы с заданным температурным коэффициентом линейного расширения
- •1.1.2.7.2. Стали и сплавы с высоким электросопротивлением
- •1.1.2.7.3. Магнитные стали и сплавы
- •1.1.3. Чугуны
- •1.1.3.1. Диаграмма состояния железо – графит
- •1.1.3.2. Процесс графитизации
- •1.1.3.3. Строение, свойства, классификация и маркировка чугунов
- •1.1.3.3.1. Влияние состава чугуна на процесс графитизации
- •1.1.3.3.2. Влияние графита на механические свойства отливок
- •1.1.3.3.3. Серый чугун
- •1.1.3.3.4. Высокопрочный чугун с шаровидным графитом
- •1.1.3.3.5. Ковкий чугун
- •1.1.3.3.5. Отбеленные и другие чугуны
- •1.1.4. Виды термической обработки металлов
- •1.1.4.1. Превращения, протекающие в структуре стали при нагреве и охлаждении
- •2. Превращение аустенита в перлит при медленном охлаждении.
- •3. Превращение аустенита в мартенсит при высоких скоростях охлаждения
- •4. Превращение мартенсита в перлит.
- •1.1.4.2. Технологические возможности и особенности отжига, нормализации, закалки и отпуска
- •1.1.4.2.1. Отжиг и нормализация. Назначение и режимы
- •1.1.4.2.2. Закалка
- •1.1.4.3.3. Отпуск
- •1.1.5. Химико-термическая обработка стали
- •1.1.6. Методы упрочнения стали
- •1.1.6.1. Термомеханическая обработка стали
- •1.1.6.2. Поверхностное упрочнение стальных деталей
- •1.1.6.2.1. Закалка токами высокой частоты
- •1.1.6.2.2. Газопламенная закалка
- •1.1.6.3. Старение
- •1.1.6.4. Обработка стали холодом
- •1.1.6.5. Упрочнение методом пластической деформации
- •1.2. Титан и сплавы на его основе
- •1.3. Тугоплавкие металлы и сплавы на их основе
- •1.4. Цветные металлы и сплавы на их основе
- •1.4.1. Медь и сплавы на ее основе
- •1.4.1.1. Медь
- •1.4.1.2. Латуни
- •1.4.1.3. Бронзы
- •1.4.1.4. Медно-никелевые сплавы
- •1.4.2. Алюминий и сплавы на его основе
- •1.4.2.1. Деформируемые сплавы, не упрочняемые термической обработкой
- •1.4.2.2. Деформируемые сплавы, упрочняемые термической обработкой
- •1.4.2.3. Литейные алюминиевые сплавы
- •1.4.3. Магний и сплавы на его основе
- •1.4.3.1. Деформируемые магниевые сплавы
- •1.4.3.2. Литейные магниевые сплавы
- •1.4.4. Антифрикционные (подшипниковые) сплавы на оловянной, свинцовой и цинковой основах
- •1.4.5. Припои
- •1.5. Композиционные материалы
- •1.6. Материалы порошковой металлургии
- •1.6.1. Пористые порошковые материалы
- •1.6.2. Конструкционные порошковые материалы
- •1.6.3. Электротехнические порошковые материалы
- •1.6.4. Магнитные порошковые материалы.
- •1.7. Металлические стекла
- •2.1.2. Минеральные неорганические вяжущие вещества и материалы на их основе
- •2.1.3. Искусственные каменные материалы
- •2.1.3.1. Бетоны
- •2.1.3.2. Силикатные материалы и изделия автоклавного твердения
- •2.1.3.3. Строительные растворы
- •2.2. Каменные плавленые материалы (каменное литье)
- •2.3. Неорганические полимерные материалы
- •2.3.1. Графитовые материалы
- •2.3.2. Асбестовые материалы и изделия
- •2.3.3. Слюдяные материалы
- •2.3.4. Керамические материалы
- •2.3.5. Неорганическое стекло
- •Материалы и изделия из стекла
- •2.3.6. Ситаллы
- •Глава 3. Полимерные пластические материалы (пластмассы)
- •3.1. Состав пластических материалов
- •3.2. Характеристики пластмасс и изделий на их основе
- •3.2.1. Пластмассы с листовым наполнителем
- •3.2.2. Пластмассы с волокнистым наполнителем
- •3.2.3. Пластмассы без наполнителя
- •3.2.4. Пластмассы с газовоздушным наполнителем
- •3.2.5. Стандартизированные изделия из пластмасс
- •Глава 4. Материалы из органических веществ
- •4.1. Лесоматериалы
- •4.1.1. Круглые лесоматериалы
- •4.1.2. Пиломатериалы
- •4.1.3. Древесные материалы и изделия на их основе
- •4.2. Бумажные материалы
- •4.2.1. Бумага и изделия на ее основе
- •4.2.2. Картон и изделия на его основе
- •4.3. Резиновые материалы
- •4.3.1. Состав резиновых материалов
- •4.3.2. Классификация резиновых материалов по назначению и области применения
- •4.4. Органические вяжущие вещества и материалы на их основе
- •4.4.1. Битумные и дегтевые вещества
- •4.4.2. Асфальтовые строительные растворы и бетоны
- •4.4.3. Мастики кровельные и гидроизоляционные
- •4.4.4. Нефтяные эмульсии и пасты
- •Список использованных источников
- •Часть II
- •184200, Мурманская обл., г. Апатиты, ул. Космонавтов, 3
3.2.3. Пластмассы без наполнителя
Органическое стекло — полярный аморфный полимер полиметилметакрилат (температура стеклования - 114 °С).
Органическое стекло применяется в интервале температур -180...+80°С. Преимущества органического стекла: сочетание легкости (в два раза легче силикатных стекол), прочности (по прочности на изгиб превосходит силикатное стекло в 7 раз) и прозрачности (пропускает свыше 99 % солнечного света), легкость обработки резанием (а также склеивается, сваривается, полируется), возможность окрашивания и красивый вид изделия. По прочности и жесткости органическое стекло лучше многих термопластов, оно стойко к щелочам, разбавленным кислотам, топливу, смазкам. В воде оно немного набухает (поглощает до 2% воды при 100 %-ной влажности), но это мало отражается на свойствах. Органическое стекло растворимо в дихлорэтане и других растворителях и поэтому легко склеивается. Органическое стекло исключительно стойко против атмосферного старения. Недостатки органического стекла: невысокая стойкость в кислых средах, низкая теплостойкость, горючесть (при температуре выше 300°С), склонность к растрескиванию под напряжением — появление «серебра», то есть участков с мелкими трещинами, на которых полностью отражается свет. Органическое стекло плохо сопротивляется истиранию.
Органическое стекло применяют для остекления промышленных зданий, светотехнических устройств и световодов, светильников, часовых стекол, автомобильных фар, предохранительных щитков на станках и машинах. Как диэлектрик органическое стекло применяют для изделий, сочетающих электрическую прочность и стойкость против старения. Благодаря способности выделять большое количество газов под действием дуги стекло используют также в качестве твердого дугогасящего материала. Для увеличения прочности, ударной вязкости и сопротивления растрескиванию листы органического стекла подвергают двухосной вытяжке.
3.2.4. Пластмассы с газовоздушным наполнителем
Газовоздушные (ячеистые) пластмассы получают из термопластичных и термореактивных полимеров химическим и физическим способами. При химическом способе ячеистая газонаполненная структура образуется при термическом разложении газообразователей или взаимодействии компонентов. При физическом способе — в результате интенсивного расширения растворенных газов при снижении давления или повышения температуры, а также их механического диспергирования. В газовоздушных пластмассах поры занимают 90...98% объема материала.
Газовоздушные пластмассы подразделяют в зависимости от характера пор на пенопласты и поропласты (торговое название в РФ - полиуретан). Пенопласты имеют преимущественно закрытые поры в виде ячеек, разделенных тонкими перегородками, а поропласты — сообщающиеся поры. Существуют материалы и со смешанной структурой.
Плотность ячеистых пластмасс зависит от плотности полимера и содержания газообразователя и составляет 10...200 кг/м3. Наиболее легкими являются карбамидные поропласты (например, мипора имеет плотность 10...20 кг/м3).
Ячеистые пластмассы в большинстве случаев разрушаются постепенно и не имеют четко выраженного предела прочности. Прочность их определяют обычно при относительной деформации, составляющей 2... 10 %. Сравнительно высокие прочностные показатели имеют полистирольные и поливинилхлоридные пенопласты. При плотности 40...70 кг/м3 предел их прочности при сжатии достигает 0,3...1 МПа, а при растяжении — 0,8...1,9 МПа. Жесткие пено- и поропласты гибки и эластичны. Прочностные показатели ячеистых пластмасс снижаются при увлажнении.
Для ячеистых пластмасс характерны повышенные деформации ползучести, особенно интенсивные при больших нагрузках и воздействии атмосферных факторов.
Ячеистые пластмассы очень малотеплопроводны. Теплостойкость пено- и поропластов на основе термопластичных полимеров составляет 60...70°С. Наиболее теплостойки кремнийорганические пенопласты, температура их эксплуатации достигает 250°С. Большинство газовоздушных пластмасс горючи.
Ячеистые пластмассы имеют высокое водопоглощение (малым водопоглощением отличаются материалы с замкнутыми ячейками). В то же время ячеистые пластмассы отличаются водостойкостью и загнивают. Наибольшую атмосферостойкость имеют полистирольные и поливинилхлоридные пенопласты, пониженную — фенольные.
Пенопласты радиопрозрачны. Поропласты при обычных температурных условиях имеют хорошее звукопоглощение; так, например, у пористого полиуретана (поролона) с плотностью 30...75 кг/мз толщиной 50 мм коэффициент звукопоглощения 0,9 при частоте 500 Гц. Пенопласты применяют для теплоизоляции кабин, контейнеров, приборов, холодильников, рефрижераторов, труб и др. В строительстве они используются при производстве труднозатопляемых изделий, а в радио- в электронной технике — для заливки деталей, т.к., являясь легким заполнителем, пенопласт повышает удельную прочность, жесткость и вибростойкость силовых элементов конструкций. Поролон применят при изготовлении амортизаторов, мягких сидений, а в строительстве — в виде плит и скорлуп для утепления стен и покрытий, теплоизоляции промышленного оборудования и трубопроводов при температуре до 60°С.