- •Н.В. Храмцов Основы материаловедения
- •Введение
- •Общие понятия о материалах
- •Исходные понятия
- •1.2. Классификация материалов
- •1. 3. Качество материалов
- •2. Свойства материалов
- •2.1. Химический состав. Макро и микроструктура металлов
- •2.2. Физические свойства материалов
- •Значения плотности некоторых материалов*
- •Взаимосвязь плотности с другими показателями
- •Где ф и o - прочность пористого (фактического) и беспористого материала;
- •Следовательно, более пористые материалы имеют более низкую прочность (рис. 2.2) по сравнению с материалами, имеющими меньше пор. Температурные характеристики
- •Т аблица 2.4 Некоторые температурные характеристики материалов
- •Коэффициенты теплопроводности материалов
- •Теплота плавления
- •Коэффициенты теплоемкости материалов
- •Коэффициенты линейного расширения материалов
- •Характеристики взаимодействия материалов с жидкостями и газами
- •Коэффициенты водопоглащения материалов
- •Электромагнитные свойства
- •Магнитные свойства материалов
- •2.3. Механические характеристики материалов
- •У сталостные испытания
- •2.4. Технологические свойства
- •Потребительские показатели качества материалов
- •Влияние воздуха и воды на свойства материалов
- •Влажность воздуха
- •Точка росы
- •2.7. Экологическая безопасность строительных материалов
- •Средние затраты энергии на производство единицы продукции
- •3. Металлы и сплавы
- •3.1. Кристаллическая структура металлов
- •3.2. Чугуны и стали
- •Сравнительные показатели чугунов и сталей
- •3.3. Углеродистые и легированные стали
- •Легированные стали
- •Арматурные стали
- •3.4. Жаростойкие и тугоплавкие металлы и сплавы
- •3.5. Термообработка сталей
- •Закалка сталей
- •3.6. Общие свойства цветных металлов и сплавов
- •Свойства цветных металлов
- •3.7. Алюминиевые сплавы
- •3.8. Медные сплавы
- •3.9. Свинец, олово, серебро и цинк
- •3.10. Титан и его сплавы
- •4. Каменные строительные материалы
- •4.1. Природные каменные материалы
- •4.2. Вяжущие неорганические материалы
- •Определение марки цемента в результате испытаний
- •4.3. Искусственные каменные материалы
- •Классификация бетонов
- •Классификация керамики
- •Основные различия между силикатными и керамическими кирпичами
- •4.3. Современные стеновые строительные материалы
- •5. Органические материалы
- •5.1. Лесоматериалы
- •Защита древесины от гниения и возгорания
- •5.2. Строительные изделия из древесины
- •Изделия из древесины
- •5.3. Использования древесных отходов
- •5.4. Органические вяжущие
- •5.5. Современные технологии деревянного домостроения
- •Клееные брусья
- •Термодревесина
- •6. Порошковые и композиционные материалы
- •6.1. Классификация порошковых материалов
- •Классификация порошковых материалов
- •Конструкционные металлические порошковые материалы по назначению могут быть:
- •6.2. Получение металлических порошков и изготовление деталей
- •6.3. Композиционные материалы
- •Примерами композиционных материалов являются:
- •7. Полимерные и пластические материалы
- •7.1. Общие свойства
- •Классификация полимерных материалов
- •Достоинства пластмасс:
- •Недостатки пластмасс:
- •7.2. Термопластичные полимеры
- •Группы полимерных материалов
- •Классификация наполнителей полимерных материалов
- •7.3. Изготовление и ремонт деталей
- •Сварка полимерных материалов
- •Способы сварки пластмасс
- •Клеевые составы на основе эпоксидных смол
- •7.5. Резиновые материалы
- •8. Основы получения сырья, обработки материалов, изготовления деталей и сборки конструкций
- •8.1. Добыча сырья
- •8.2. Изготовление материалов
- •Поризация строительных материалов
- •8.3. Обработка камня
- •8.4. Обработка древесины
- •8.5. Литье и прокатка металлов
- •Технология изготовления бесшовных труб
- •8.6. Резка металлов
- •Причины затрудненной резки некоторых сплавов
- •8.7. Антикоррозионная защита металлов и сплавов
- •8.8. Механическая обработка металлов
- •8.9. Сборка деталей
- •9. Сварка металлов
- •9.1. Классификация способов сварки
- •9.2. Тепловые процессы при сварке
- •9.2. Тепловые процессы при сварке
- •9.3. Основы электродуговой сварки и наплавки
- •9.4. Ручная электродуговая сварка и наплавка
- •9. 5. Особенности сварки чугуна и алюминия
- •9.7. Газовая сварка и наплавка
- •9.8. Оценка качества сварки
- •Методы контроля с разрушением сварного соединения
- •10. Перспективные технологии
- •10.1. Нанотехнологии
- •Размерные приставки для единиц измерения
- •Фуллерены
- •Нанотрубки
- •Шунгиты
- •Шунгит имеет следующие замечательные свойства:
- •Нанобетоны и наноасфальты
- •Полимерцементогрунт
- •Области применения наноматериалов
- •Научные перспективы
- •10.2. Фаббер-технологии в производстве деталей и строительных конструкций
- •10.3. Лазерные технологии
- •Характеристики резки материалов лазером мощностью 1,5 кВт
- •Литература
- •4.2. Вяжущие неорганические материалы -82
- •5. Органические материалы -102
- •6. Порошковые и композиционные материалы - 111
- •6.2. Получение металлических порошков и изготовление деталей -115
- •7. Полимерные и пластические материалы -120
- •9. Сварка металлов - 163
- •Механические свойства арматурной стали по классам
8. Основы получения сырья, обработки материалов, изготовления деталей и сборки конструкций
И сходным сырьем для производства материалов и последующего изготовления деталей являются природные ресурсы: руда, камень, песок, глина, древесина, нефть, газ, вода и др.
Технологический процесс изготовления и использования строительных и машиностроительных конструкций включает в себя (рис.8.1):
- получение сырья непосредственно из природных материалов (камень, песок, глина, руда,...) или искусственным методом так же из природных материалов;
- изготовление материала (цемент, кирпич, сплав,…) из сырья (переработка исходного сырья);
- изготовление деталей конструкций;
- монтаж (сборка) строительных и машиностроительных конструкций;
- отделку (защитная, эстетическая, …) поверхностей и испытание машин;
- техническую эксплуатацию конструкций;
- утилизацию отслуживших конструкций.
8.1. Добыча сырья
Способ добычи сырья, используемые для этого технологическое оборудование и инструмент зависят от вида сырья (табл. 8.1), объемов производства, природно – климатических, экономических и социальных условий.
Технологические процессы получения сырья и материалов отличаются разнообразием. Так, песок можно добывать карьерным способом, или гидронамывом со дна рек и озер. Каменные материалы добывают открытым карьерным способом или подземным шахтным.
Таблица 8.1.
Добыча и первичная переработка сырья
-
Сырьё
Способ добычи
Оборудование, инструмент
Песок
Выемка из пород песка:
лесного
речного
Экскаваторы
Земснаряды
Глина
Выемка из пород
Экскаваторы
Камень
Взрывным методом
Механическим способом
Сверление шурфов Распиловка пилами механическими
Древесина
Лесоповал
Бензо и электропилы, комплексы
Земснаряд для добычи песка монтируется на плавающей конструкции (понтон или баржа), состоит из силовой установки (дизельный или карбюраторный двигатель), грунтовой насосной станции для разжижения под водой грунта слоя, обычно снабжённым фрезерным или гидравлическим разрыхлителем, насоса для перекачки пульпы (смеси песка и воды), системы трубопроводов и подготовленного отваловкой участка намывки.
Грунтовый насос разрушает слой грунта. Гидросмесь (пульпа) насосом по всасывающему и напорному трубопроводам подаётся на участок намыва, где в течение относительно длительного времени происходит за счёт испарения и фильтрации обезвоживание пульпы.
Щебень, получают из материала скальных пород взрывным способом: сверлятся шурпы, закладывается в них взрывчатка, выполняется взрыв. Раздробленная горная порода экскаваторами грузится в автотранспорт и доставляется на перерабатывающее предприятия, где измельчается и сортируется на фракции:
крупная - 40…100 мм;
средняя - 25…40 мм;
мелкая - 5…25 мм.
Дробление материала выполняют дробилками, снабжёнными различными рабочими органами: молотковыми, ударными, шаровыми, вибромельницами и др.; камень в них подвергается раздроблению (удару), раскалыванию, или истиранию.
Сортировка (разделение на фракции по размеру) измельчённого камня, песка и других материалов выполняется на различных грохотах (просеивания, измельчения через колосники или решётки). По конструкции они могут быть: валковыми, качающимся, вибрационными и др.