- •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
Глава 4. Материалы из органических веществ
Органическое вещество (органическое соединение) — вещество, представляющее собой комплекс соединений углерода с другими элементами, возникший прямо или косвенно из живого вещества или продуктов его жизнедеятельности.
4.1. Лесоматериалы
Дерево — многолетнее растение с одеревеневшим главным стеблем (стволом), сохраняющимся в течение всей его жизни (от десятков до сотен лет), и ветвями, образующими крону. По структуре поперечного разреза ствола дерева как элементы различают кору , камбий, сердцевину и древесину. Микроструктура древесины - волокнистая, пористая. Древесина образована из вытянутых веретенообразных клеток-ячеек, стенки которых состоят в основном из целлюлозы. Эти пустотелые клетки-ячейки образуют волокна. Макроструктуру древесины изучают по трем разрезам ствола дерева: поперечному, радиальному продольному (по диаметру или радиусу) и тангенциальному продольному (по хорде).
При росте дерева, при хранении на складах и эксплуатации появляются пороки.
Пороками древесины называют отклонения от нормального строения, а также повреждения, которые оказывают влияние на ее свойства.
Применяемые в промышленности породы деревьев можно разделить на две группы:
хвойные породы — сосна, ель, лиственница, пихта, кедр сибирский и др.; лиственные породы — дуб, ясень, осина, береза, клен, бук и др.
Древесина хвойных деревьев пропитана смолой, а древесина лиственных — дубильными веществами.
У разных пород деревьев древесина различна по своим физико-химическим свойствам.
Свойства древесины принято рассматривать:
а) в трех направлениях — продольном, радиальном и тангенциальном;
б) при стандартной влажности — 15 % (для промышленного использования разрешается влажность древесины не более 25 %);
в) при стандартных наклоне волокон и количестве пороков «трещин, червоточин, сучков и др.).
Физико-химические свойства древесины являются уникальными и широко используются в промышленности. Рассмотрим некоторые из них на примере сосны.
Физические свойства сосны:
- плотность — 490...750 кг/м3;
- пористость — 46...85%;
- теплопроводность — 0,15...0,33 Вт/(м.К). Низкая теплопроводность древесины объясняется тем, что дерево имеет много пор, заполненных древесиной;
- электропроводность — 104...107 Ом.м (электропроводность сырой древесины уменьшается примерно в 10 раз);
- диэлектрическая проницаемость — 19...33 пФ/м.
Механические свойства:
- прочность на сжатие — 55 МПа, на изгиб — 100 МПа;
- модуль Юнга — 1.10-4 МПа.
Удельная прочность древесины при растяжении вдоль волокон примерно такая же, как у высокопрочной стали и стеклопластика. Однако высокую прочность древесины сильно снижают сучки, трещины и другие пороки.
Особенностью древесины является текучесть, которая ярче всего проявляется во влажных условиях.
Древесина не растворяется в воде и органических растворителях. К основным технологическим свойствам древесины относятся обрабатываемость резанием; сопротивляемость раскалыванию, сжатию, изнашиванию; способность удерживать шурупы, гвозди; возможность скрепления с помощью склеивания, врубок, гвоздей и др.; долговечность. Одним из отрицательных технологических свойств дерева является неравномерное изменение линейных размеров при усушке и набухании.
Недостатками использования древесины являются ее возгораемость и гниение.
Способом воздействия на свойства древесины является модифицирование.
Модифицирование древесины — направленное изменение физико-механических, теплофизических, триботехнических, биохимических и других ее свойств применительно к условиям эксплуатации изделий из нее.
Спиленное и очищенное от сучьев дерево называют стволом (или хлыстом). После распиловки ствола получают деловую и дровяную части.
Деловая древесина — части ствола дерева определенных размеров и качества, являющиеся конечным продуктом лесозаготовительного производства или используемые как полуфабрикаты для дальнейшей механической или химической переработки в лесоматериалы.
Лесоматериалы — материалы из древесины, сохранивши природную структуру и химический состав. Различают круглые и обработанные лесоматериалы.