- •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
Механические свойства арматурной стали по классам
Класс арматурной стали |
Диаметр стержня, мм |
Марка стали |
Предел текучести т, МПа |
Временное сопротивление разрыву в, МПа |
Относительное удлинение L, % |
Испытание на изгиб в холодном состоянии |
А-I (А240) |
6..40
6…18 |
Ст3кп3, Ст3пс3, Ст3сп3, ВСт3кп2, ВСт3пс2, ВСт3сп2 ВСт3Гпс2 |
235 |
373 |
25 |
На 180 с=0,5 d |
А-II (А300) |
10…40 40…80 |
ВСт5сп2, ВСт5пс2 18Г2С |
294 |
490 |
19 |
На 180 с=3 d |
Ac-II (А300) |
10…32 (36…40) |
10ГТ |
294 |
441 |
25 |
На 180 с= d |
A-III (А400) |
6…40 6…22 |
35ГС, 25Г2С 32Г2Рпс |
392 |
590 |
14 |
На 90 с=3 d |
A-IV (А600) |
10…18 (6…8) 10..32 (36…40) |
80С
20ХГ2Ц |
590 |
883 |
6 |
На 45 с=5 d |
A-V (А800) |
(6…8) 10…32 (36…40) |
23Х2Г2Т |
785
|
1030 |
7 |
На 45 с=5 d |
A-VI (А1000) |
10…22
|
22Х2Г2АЮ, 22Х2Г2Р, 20Х2Г2СР |
980 |
1230 |
6 |
На 45 с=5 d |
Примечания:
- в скобках новая редакция класса стали;
- диаметр стержня, указанный в скобках, применяют по согласованию потребителя с изготовителем;
- буквой «с» обозначена толщина оправки, а буквой d — диаметр стержня.
Приложение 5.
Относительная опасность различных видов человеческой деятельности
-
№
Уровень опасности
Ситуации
Опасность в расчете на 100 тыс. человек
1
Сверхвысокая опасность
Курение
21900
2
Высокая опасность
Гибель в автомобильных авариях
1600
3
Повышенная опасность
Умеренный прием алкоголя
290
4
Умеренная опасность
Небольшой прием алкоголя (кружка пива в день)
Естественная фоновая радиация (рак)
150
110
5
Низкая опасность
Домашние несчастные случаи
Нахождение в одной комнате с курящим (рак)
88
75
6
Очень низкая опасность
Естественная радиация в кирпичном доме (рак)
35
7
Крайне низкая опасность
Поражение молнией
Асбест в окружающей среде
3
1
Приложение 6
Общая схема получения алюминия
Исходным сырьем для получения алюминия служит боксит. Это похожая на глину порода получила свое название от местности Ле - Бо на юге Франции, где и было обнаружено первое ее месторождение. Боксит наполовину или больше состоит из окиси алюминия (глинозема), связанной с водой. Кроме того, он содержит примеси, главным образом кремнезем, а также окислы железа и титана.
На глиноземном заводе из боксита сначала химическим путем выделяют примеси, а в больших печах для обжига удаляют воду. Обожженный (кальцинированный) глинозем в виде сухого белого порошка (почти чистой окиси алюминия Al2O3) поступает на дальнейшую переработку на алюминиевый завод. Здесь его вместе с криолитом (Na3AlF6) нагревают до 900…1000 ºС. Расплавленную смесь подвергают электролизу, в результате которого выделяется металлический алюминий.
Для получения одной тонны алюминия надо затратить 13…14 тыс. кВт·час электроэнергии, стоимость которой составляет большую долю себестоимости алюминия.
Из-за сложности процесса и больших затрат электроэнергии стоимость алюминия очень высокая.
Приложение 7
Химический состав портландцемента (ПЦ-400) Сухоложского цементного завода:
- оксид кальция CaO – 57…59 %;
- оксид кремния Si O2 - 22…24 %;
оксид алюминия Al2O3 - 5,0…6,5 %;
оксид железа Fe2O3 – 3,5…4,0 %;
оксид магния MgO – 3,3…4,0 %;
оксид серы SO3 – 2,4…3,0 %.
Начало срока схватывания этого цемента - 2,3…3,3 часа, а конец – 3,3… 5,0 часов. Номинальной густотой является 25,5…26,5 %.
Предел прочности при сжатии при «возрасте»:
3 суток- 22 … 27 МПа;
28 суток- 45… 48 МПа.
Приложение 8
Свойства шунгита
-
№
Показатели
Значения
1
Химический состав, %:
углерод
кварц
силикаты (слюды, хлориды)
сульфиты
прочие
30
45
20
3
2
2
Плотность, г/см3
2,25…2.40
3
Пористость, %
0,5…5,0
4
Прочность на сжатие, МПа
100…150
5
Модуль упругости, Е, МПа
0,31х10 5
6
Электропроводность, сим/м
1…3х10 3
7
Теплопроводность, Вт/(м х К)
3,8
8
Коэффициент теплового расширения, 1 град
12х10 -6