- •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
- •Паяння металів і сплавів
- •Технологічний процес паяння
- •Дугове та променеве різання металів
- •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
Керамічні вироби
Найбільш поширеними керамічними виробами є керамічна цегла. Цегла випускається розмірами 250 х 120 х 65 мм або 250 х 120 х 88 мм. Модульна цегла товщиною 88 мм має технологічні порожнини.
Цегла має бути нормально обпаленою. Недопалена цегла має знижену щільність і морозостійкість. Перепалена цегла більш щільна і міцна але має відносно високу теплопровідність.
Щільність цегли знаходиться в межах 1600 – 1900 кг/м3. Більшу щільність і, відповідно, більшу теплопровідність має цегла, яка формується напівсухим пресуванням.
За межею міцності на стискування цегла випускається таких марок: 75, 100, 125, 150, 175, 200 та 300.
Для зменшення маси стін і зниження теплопровідності застосовують пористу і порожнисту цеглу та керамічний камінь (цегла великих розмірів). Пориста цегла має щільність 700 – 1500 кг/м3. Порожниста цегла і керамічний камінь мають наскрізні або глухі отвори циліндричної чи прямокутної форми.
Для облицювання внутрішніх і зовнішніх стін та підлоги застосовують керамічну плитку. Склад глинистої маси та спосіб виготовлення вибираються залежно від призначення плитки. Лицева сторона плитки може бути гладкою і фактурною, неглазурованою і глазурованою, певного кольору. Зворотна сторона може мати заглиблення для кращого з’єднання з цементним розчином.
Для облицювання фасадів будівель може застосовуватись лицювальна цегла, яка має правильну форму, чіткі грані і однорідний колір.
Каналізаційні труби виготовляються з вогнетривких або тугоплавких глин. Після сушіння на зовнішню та внутрішню поверхні труби наносять глазур і обпалюють. Глазурована поверхня надає трубі водонепроникність і високу стійкість проти дії кислот та лугів.
Дренажні труби виготовляють неглазурованими з легкоплавких глин і суглинків. Для підвищення водопроникності вони мають наскрізня канавки чи прорізі.
Для виготовлення легких бетонів застосовують керамічний пористий матеріал керамзит. Керамзит отримують обпалюванням легкоплавкої глини, які можуть здуватись при швидкому нагріванні до 1050 – 1300 ºС. Здування глини забезпечують гази, які утворюються при розкладанні різних речовин, що є в сировини. З метою посилення здування до глини додають тирсу, мелене вугілля та інші матеріали. Керамзит випускають у вигляді гранул розмірами від 5 до 40 мм з поділом на фракції. Зерна розміром до 5 мм відносяться до керамзитового піску.
Силікатні матеріали та вироби
Силікатні вироби отримують в результаті формування і наступної автоклавної обробки суміші вапна чи інших в’яжучих на її основі з дрібно розмеленими кремнеземистими добавками, піском і водою.
Силікатна цегла виготовляється з суміші кварцового піску з вапном шляхом пресування і твердіння в автоклаві. Суміш складається з 6 – 8 % вапна, 92 – 94 % піску і 7 – 8 % води. Приготована суміш пресується під тиском в 15 – 20 МПа і пропарується в автоклаві при температурі 175 ºС та тиску пари 0,8 МПа.
Силікатна цегла міцніша за керамічну, більш щільна, але її не рекомендують застосовувати в умовах високої вологості та в конструкціях, що витримують дію високих температур.
В будівництві також застосовують щільні і легкі силікатні бетони. З щільного силікатного бетону виготовляють великі стінові суцільні та порожнисті блоки, панелі і плити перекриття, колони, балки та інші армовані вироби.
Легкі та порожнисті бетони застосовують для виготовлення конструкційних, конструкційно-теплоізоляційних та теплоізоляційних виробів. Такі вироби отримують шляхом обробки в автоклавах вапняно-піщаної суміші, до складу якої додають стійку піну (піносилікати) або алюмінієву пудру чи інші газоутворювачі (газосилікати). Теплопровідність порожнистих силікатних виробів в 2 – 10 разів нижча теплопровідності силікатної цегли.
