- •Вступ. Зміст предмету «Матеріалознавство»
- •Основні властивості металевих і неметалевих матеріалів.
- •Тема 1.1. Будова металів, методи дослідження їх структури. Кристалічна будова металів
- •Дефекти кристалічної будови
- •Кристалізація металів
- •Поліморфні перетворення
- •Методи дослідження структури металів
- •Тема 1.2. Основні властивості конструкційних матеріалів Фізичні та хімічні властивості матеріалів
- •Механічні властивості матеріалів
- •Міцність і пластичність металу
- •Міцність неметалевих матеріалів
- •Твердість
- •Ударна в’язкість, витривалість та зносостійкість
- •2. Конструкційні метали і сплави.
- •Тема 2.1. Основні положення теорії сплавів. Сплави заліза з вуглецем. Основні поняття про сплави
- •Поняття про системи, фази, компоненти
- •Діаграма стану сплавів
- •Діаграма стану залізовуглецевих сплавів Компоненти і фази системи залізо – вуглець
- •Діаграма стану залізо - вуглець
- •Тема 2.2. Виробництво чавуну і сталі. Виробництво чавуну. Залізні руди, флюси, паливо та вогнетривкі матеріали
- •Доменне виробництво
- •Продукти доменного виробництва.
- •Виробництво сталі.
- •Конверторний спосіб виробництва сталі.
- •Виробництво сталі в електропечах
- •Позадоменне рафінування сталі
- •Розливання сталі
- •Тема 2.3 Вуглецеві сталі.
- •Вплив постійних домішок на властивості сталі
- •Класифікація вуглецевих сталей
- •Сталі вуглецеві конструкційні звичайної якості
- •Сталі конструкційні вуглецеві якісні
- •Сталі вуглецеві інструментальні
- •Тема 2.4 Чавуни.
- •Білі чавуни
- •Графітизація чавунів
- •Вплив домішок і швидкості охолодження на структуру та властивості чавунів
- •Сірі чавуни (з пластинчастим графітом)
- •Ковкі чавуни
- •Високоміцні чавуни (з кулястим графітом)
- •Тема 2.5 Основи термічної і хіміко-термічної обробки металів. Теорія термічної обробки сталі
- •Перетворення, що відбуваються у сталях під час нагрівання
- •Продукти розпаду аустеніту
- •Термічна обробка сталей Відпал сталей
- •Гартування сталі
- •Відпуск сталі
- •Хіміко-термічна обробка сталі
- •Цементація сталі
- •Дифузійна металізація
- •Тема 2.6 Леговані сталі.
- •Вплив легувальних елементів на властивості сталей
- •Класифікація та маркування легованих сталей
- •Конструкційні леговані сталі
- •Сталі та сплави з особливими властивостями.
- •Леговані чавуни
- •Тема 2.7 Інструментальні матеріали. Інструментальні вуглецеві сталі
- •Леговані інструментальні сталі
- •Швидкорізальні інструментальні сталі
- •Тверді металокерамічні сплави
- •Мінералокерамічні тверді сплави
- •Надтверді інструментальні матеріали
- •Тема 2.8 Сплави кольорових металів. Сплави міді. Склад, структура, властивості, маркування та використання латуней і бронз
- •Сплави алюмінію. Склад, структура, властивості, маркування та застосування силумінів, дуралюмінів, високоміцних і жаростійких сплавів
- •Антифрикційні сплави
- •Тема 2.9 Корозія металів і способи захисту від неї Поняття про корозію
- •Електрохімічна корозія
- •Хімічна корозія
- •Методи захисту від корозії
- •Металеві покриття
- •Хімічні покриття
- •Катодний захист
- •Неметалеві покриття
- •3. Основи обробки тиском та з’єднання конструкційних матеріалів.
- •Тема 3.1 Обробка тиском.
- •Суть обробки металів тиском
- •Прокатування (вальцювання) заготовок
- •Сортамент прокату (вальцівок)
- •Обладнання для прокатування заготовок
- •Процес волочіння
- •Вільне кування заготовок
- •Штампування заготовок
- •Листове штампування
- •Тема 3.2 Зварювання, паяння і розрізування матеріалів Ручне електродугове зварювання
- •Суть елетродугового зварювання
- •Електроди для ручного зварювання
- •Типи зварних з’єднань
- •Режим ручного дугового зварювання
- •Автоматизація зварювального виробництва
- •Напівавтоматичне та автоматичне дугове зварювання під флюсом
- •Особливості зварювання різних конструкційних матеріалів Зварювання вуглецевих і легованих сталей
- •Зварювання чавунів
- •Зварювання алюмінію
- •Зварювання пластмас
- •Контактне зварювання та зварювання тертям Контактне електричне зварювання
- •Зварювання тертям
- •Газове зварювання Гази, що застосовуються при зварюванні
- •Обладнання для газового зварювання
- •Газове різання металів
- •Дугове та променеве різання металів
- •Паяння металів і сплавів
- •Технологічний процес паяння
- •4. Неметалеві конструкційні матеріали
- •Тема 4.1. Пластичні маси.
- •Загальні відомості про пластмаси
- •Термопластичні пластмаси
- •Термореактивні пластмаси
- •Виготовлення виробів з полімерних матеріалів
- •Виготовлення виробів на основі рідких полімерів
- •Формування деталей з полімерів у в'язкорідкому стані
- •Тема 4.2. Композиційні матеріали.
- •Дисперснозміцнені мкм
- •Волоконні мкм
- •Пкм з порошкоподібним зміцнювачем
- •Волоконні пкм
- •Волоконні ккм
- •Тема 4.3. Скло та склокристалеві матеріали
- •Тема 4.4. Гумові матеріали
- •Тема 4.5. Деревні матеріали. Основні відомості про деревину
- •Властивості деревини
- •Породи деревини та їх застосування
- •Дефекти деревини
- •Способи захисту деревини
- •Основні види пиломатеріалів та виробів з деревини
- •Тема 4.6. Мінеральні в’яжучі речовини
- •Будівельне вапно
- •Гіпсові в’яжучі речовини
- •Магнезитові в’яжучі речовини
- •Рідке скло і кислотостійкий цемент
- •Портландцемент
- •Тема 4.7. Бетони і залізобетони Загальні відомості про бетони та їх класифікація
- •Матеріали для важкого бетону
- •Властивості бетонної суміші і бетону
- •Легкі бетони
- •Залізобетони
- •Бетонні і залізобетонні вироби
- •Тема 4.8. Будівельні розчини Види будівельних розчинів
- •Властивості будівельних розчинів
- •Розчини для кам’яної кладки
- •Облицювальні розчини
- •Спеціальні розчини
- •Тема 4.9. Керамічні та силікатні матеріали. Керамічні матеріали
- •Виробництво керамічних матеріалів та виробів
- •Керамічні вироби
- •Силікатні матеріали та вироби
- •Література
Властивості деревини
До основних фізичних властивостей деревини відносяться вологість, гігроскопічність, щільність, усушка та набухання, теплопровідність і стійкість до агресивних середовищ.
На властивості деревини дуже впливає вологість. В деревині може бути три види вологи: капілярна (вільна), яка знаходиться в клітинах і міжклітинному просторі, гігроскопічна, що знаходиться в стінках клітин і хімічно-зв’язана, яка входить до складу речовин, з яких складається деревина.
За ступенем вологості розрізняють деревину: свіжозрубану (вологість 35% і більше), повітряно-суху (вологість 15 – 20%), кімнатно-суху (вологість 8 – 12%). В будівництві застосовують деревину з вологістю 15 – 20%. Підвищення вологості може призвести до короблення і розтріскування виробів, а також сприяє враженню деревини грибками.
Гігроскопічність характеризується здатністю сухої деревини всмоктувати вологу із навколишнього середовища або віддавати вологу більш сухому повітрю. Внаслідок гігроскопічності змінюється вологість деревини, що призводить до зміни об’єму.
Середня щільність деревини залежить від породи дерева, його пористості, умов росту, вологості тощо. Її величина у більшості порід меншн одиниці і, частіше всього, знаходиться в межах 0,37 – 0,7 т/м3. Щільність деревини визначає її фізико-механічні властивості (міцність, теплопровід-ність, насичення водою).
Величина усушки та набухання деревини внаслідок неоднорідності її будови неоднакова в різних напрямках. Лінійна усушка вздовж волокон становить всього 0,1 – 0,3%, в радіальному напрямі - 3 – 6%, а в танген-тальному напрямі – 6 – 12%. Неоднаковість усушки в різних напрямах призводить до розтріскування та короблення при швидкому сушінні.
Теплопровідність сухої деревини незначна, але зі збільшенням вологості теплопровідність зростає.
Механічні властивості. Внаслідок волоконної будови деревини її опір механічним діям в різних напрямах неоднаковий. Крім того, механічні властивості деревини залежать від породи дерева, вологості, наявності дефектів.
Деревина добре витримує стискування вздовж волокон. Також вздовж волокон деревина добре працює при згинанні та розтягуванні.
Таблиця 4.1. Середнє значення щільності і міцності деревини
(при вологості 12%)
Порода дерева |
Середня щільність, кг/м3 |
Межа міцності, МПа, вздовж волокон при |
Торцева твердість, НВ |
|||
розтя-гуванні |
стиску-ванні |
статичному згині |
радіальному сколюванні |
|||
Сосна Ялина Дуб Бук Береза Осика |
534 426 723 673 653 524 |
110 120 130 130 125 120 |
48 44 58 56 55 42 |
85 80 106 105 110 78 |
7,5 6,8 10,0 12,0 9,2 6,2 |
2,8 2,6 6,7 6,1 4,6 2,6 |
Механічні властивості деревини визначають шляхом випробувань спеціально виготовлених зразків.
Механічні властивості деревини в значній мірі залежать від її вологості. Зі збільшенням вологості міцність деревини знижується, особливо при статичному згинанні і стискуванні. Наявність в деревині дефектів значно погіршує її механічні властивості.
Стійкість деревини різних порід до дії агресивних середовищ (розчинів солей, кислот і лугів) неоднакова. Більш стійкими є хвойні породи. При тривалій дії кислот та лугів деревина повільно руйнується. Інтенсивність руйнування залежить від концентрації розчинів. Так слаболугові розчини майже не руйнують деревину, а дію слабких розчинів мінеральних кислот вона сприймає краще ніж бетон.
