Отжиг — термическая обработка (термообработка) металла, при которой производится нагревание металла, а затем медленное охлаждение. Эта термообработка (т. е. отжиг) бывает разных видов (вид отжига зависит от температуры нагрева, скорости охлаждения металла).
Закалка — термическая обработка (термообработка) стали, сплавов, основанная на перекристаллизации стали (сплавов) при нагреве до температуры выше критической; после достаточной выдержки при критической температуре для завершения термической обработки следует быстрое охлаждение. Закаленная сталь (сплав) имеет неравновесную структуру, поэтому применим другой вид термообработки — отпуск.
Отпуск — термическая обработка (термообработка) стали, сплавов, проводимая после закалки для уменьшения или снятия остаточных напряжений в стали и сплавах, повышающая вязкость, уменьшающая твердость и хрупкость металла.
Нормализация — термическая обработка (термообработка), схожая с отжигом. Различия этих термообработок (нормализации и отжига) состоит в том, что при нормализации сталь охлаждается на воздухе (при отжиге — в печи)
| Классификация оборудования термических производств. |
| основное, дополнительное и вспомогательное. К основному относится оборудование, применяемое для непосредственного выполнения технологических процессов термической обработки, которые связаны с нагревом и охлаждением металла: печи, ванны, установки пламенной закалки, установки ТВЧ, закалочные баки и т. д. Дополнительное оборудование включает оборудование, используемое для операций, которые идут за закалкой и отпуском: моечные машины и промывные баки, правильные установки, дробеметные аппараты и т. д. Вспомогательное оборудование состоит из установок для приготовления твердого и жидкого карбюризаторов, газовых атмосфер, подъемно-транспортных машин, воздуходувок и т. д. Наиболее совершенным оборудованием термических цехов являются автоматизированные и механизированные агрегаты, представляющие собой комплекс оборудования, который предназначен для выполнения технологических операций термической и химико-термической обработки, включая контроль и управление этими процессами. Термические печи, применяемые в настоящее время в машиностроительной промышленности, классифицируются по трем основным признакам: по технологическому, конструктивным особенностям и по источнику нагрева. По технологическому признаку печи делятся в зависимости от операций, для которых они предназначены в термическом цехе: отжигательные, закалочные, цементационные, для азотирования и отпускные. В зависимости от конструктивных особенностей печи подразделяются на камерные, периодические и непрерывного действия, а в зависимости от применяемой тепловой энергии— на нефтяные, газовые и электрические. Превращения в сталях при нагреве и охлождении. Превращения, происходящие в стали при нагревании Сталь с содержанием углерода 0,83%. При температуре 723° в точкеAс1 перлит переходит в аустенит. Сталь с содержанием углерода 0,4%. Структура стали представляет собой перлит и феррит. При температуре 723° в точке К1 перлит переходит в аустенит, и по мере повышения температуры происходит растворение свободного феррита в аустените. При пересечении линии GS в точке К2 закончится растворение феррита и структура будет полностью состоять из аустенита. Для этой стали точка К1на диаграмме будет нижней критической точкой Ас1,а К2— верхней критической точкой Ас1,. Сталь с содержанием углерода 1,2%. Структура стали представляет собой перлит и цементит. При температуре 723° в точке Pi перлит переходит в аустенит, и при дальнейшем повышении температуры происходит постепенное растворение цементита в аустените. При пересечении линии SEв точке Р2 это растворение закончится. Для этой стали точка Р1 явится нижней критической точкой Ас1, а точка Ρ2 — верхней критической точкой, которая для заэвтектоидных сталей обозначается Асm. Линия на диаграмме GS, соответствует окончанию растворения феррита в аустените в доэвтектоидных сталях, а линия SE соответствует окончанию растворения цементита в аустените в заэвтектоидных сталях. заэвтектоидные стали при операциях термической обработки не нагревают выше линии Аcт(такая высокая температура нагрева приведет к перегреву и ухудшению свойств стали), а ограничиваются нагревом выше первой критической точки ACl, что полностью обеспечивает получение необходимых свойств. |
Превращения, происходящие в стали при медленном охлаждении
В сталях, нагретых до аустенитного состояния, при весьма медленном охлаждении произойдут обратные превращения, а именно:
а) в стали с содержанием углерода 0,83% аустенит превратится в перлит;
б) в стали с содержанием углерода 0,4% сначала из аустенита начнет выделяться феррит, а затем в районе температуры 700° оставшийся аустенит превратится в перлит и
в) в стали с содержанием углерода 1,2% сначала из аустенита выделится цементит, а затем в районе температуры 700° оставшийся аустенит превратится в перлит.
Даже при весьма медленном охлаждении температура распада аустенита не совпадает с теми температурами, при которых аустенит образовался при нагревании. Чем скорость охлаждения больше, тем больше становится гистерезис, т. е. разница между критическими температурами (точками) при нагревании и охлаждении.
Превращения, происходящие в стали при быстром охлаждении
не успевает произойти превращение аустенита в перлит, в зависимости от скорости охлаждения аустенит превращается в новые структуры - мартенсит, троостит или сорбит. отличается повышенной твердостью, прочностью и уменьшенной пластичностью. Если углеродистую сталь, нагретую выше критических температур, охладить очень быстро, то аустенит в мартенсит при температуре около 200°. При несколько меньшей скорости охлаждения образуется структура троостит, а при еще меньшей — сорбит.
В производственных условиях при охлаждении углеродистой инструментальной стали в воде образуется мартенсит, при охлаждении в масле — троостит и при охлаждении в струе воздуха -сорбит. На рис. 6 показаны микроструктуры закаленной стали.
Рис. 6. Микроструктура закаленной стали:
а — игольчатый мартенсит;
б — сорбит.
В легированных сталях, благодаря присутствию специальных элементов, для образования мартенсита не требуется столь большой скорости охлаждения, как для углеродистых сталей, и мартенсит образуется при охлаждении в масле, а для быстрорежущих сталей — и при охлаждении на воздухе.
Троостит и сорбит можно получить не только в результате ускоренного охлаждения, но и путем нагрева закаленной стали, имеющей структуру мартенсита, до температуры ниже Aс1, т. е. путем отпуска стали. В этом случае троостит получается при нагреве стали до 400°, а сорбит—при нагреве до 650°. При нагреве до промежуточных температур получаются смешанные структуры: при нагреве от 250—400° — мартенсит и троостит и при нагреве от 400—650° — троостит и сорбит. В производственных условиях троостит и сорбит получают путем отпуска закаленной стали.
Превращения, происходящие в стали при охлаждении в среде, имеющей температуру выше 200° (изотермическое превращение)
Если деталь, нагретую выше критической точки, поместить в среду, имеющую температуру от 700 до примерно 200°, и выдержать в ней до выравнивания температуры по всему сечению, то аустенит превратится в ту структуру, которая соответствует превращению при данной температуре.
О поведении стали при изотермической обработке, выборе температуры и времени выдержки судят по кривым изотермического превращения, построенным для разных марок стали.
Если углеродистую инструментальную сталь, нагретую до 800°, поместить в масло, расплавленную соль или щелочь при температуре 250°, в ней образуется игольчатый троостит с высокой твердостью Rc=45—55. Если эту же сталь охладить в среде, имеющей температуру свыше 600°, в ней образуется перлит и такая сталь легко обрабатывается на станках. При охлаждении стали в среде с промежуточными температурами образуются структуры троостита и сорбита с соответствующей твердостью.
Изотермический отжиг нашел большое применение при термической обработке инструментальных сталей как процесс, резко уменьшающий время по сравнению с другими видами отжига.
Изотермическая закалка в инструментальном деле применяется редко из-за недостаточной для инструмента твердости, достигаемой при этом процессе.
Диаграмма изотермического распада переохлажденного аустенита: перлитное, бейнитное и мартенситное превращения, структура и свойства продуктов.
Рис. 8.5. Диаграмма изотермического превращения аустенита эвтектоидной стали
На диаграмме можно выделить следующие области: 1) область устойчивого аустенита (для стали, содержащей 0,8 % С, выше АС1); 2) область переохлажденного аустенита; 3) область начавшегося, но еще не закончившегося превращения А® П; 4) область закончившегося превращения А ® П; 5) область начавшегося, но еще не закончившегося мартенситного превращения (между Мн–Mк); 6) мартенситная область (ниже Мк).
Область, расположенная слева от кривой начала распада аустенита (область переохлажденного аустенита), определяет продолжительность инкубационного периода, характеризующую устойчивость переохлажденного аустенита. С увеличением переохлаждения его устойчивость быстро уменьшается, достигая минимума (для эвтектоидной стали около 550 °С), и далее вновь возрастает.
В зависимости от степени переохлаждения аустенита различают три температурные области превращения: перлитную(переохлаждение до 500 °С),мартенситную (переохлаждение ниже Мн — для эвтектоидной стали ниже температуры 240 °С) и промежуточного (бейнитного) превращения (переохлаждение для эвтектоидной стали в интервале от 500 до 240 °С).
Рассмотрим структуры, образующиеся при диффузионном превращении аустенита.
При температуре 650–700 °С образуется собственно перлит. При перлитном превращении ведущей фазой является цементит. В результате образования пластинок цементита соседние участки аустенита обедняются углеродом, что в свою очередь приводит к образованию пластинок феррита.
Мартенсит — микроструктура игольчатого (пластинчатого) вида, а также реечного (пакетного) наблюдаемая в закалённыхметаллических сплавах и в некоторых чистых металлах, которым свойственен полиморфизм. Мартенсит — основная структурная составляющая закалённой стали; представляет собой упорядоченный пересыщенный твёрдый раствор углеродав α-железе такой же концентрации, как у исходного аустенита. С превращением мартенсита при нагреве и охлаждении связанэффект памяти металлов и сплавов. Назван в честь немецкого металловеда Адольфа Мартенса.
Бейнит (по имени английского металлурга Э. Бейна, (англ.) en:Edgar Bain), игольчатый троостит, структура стали, образующаяся в результате так называемого промежуточного превращения аустенита. Бейнит состоит из смеси частицпересыщенного углеродом феррита и карбида железа. Образование бейнита сопровождается появлением характерного микрорельефа на полированной поверхности шлифа.
Перлит (металловедение) — одна из структурных составляющих железоуглеродистых сплавов — сталей и чугунов: представляет собой эвтектоидную смесь двух фаз — феррита и цементита (в легированных сталях — карбидов).
Практика термической обработки: отжиг, нормализация, закалка с отпуском или старением.
Гомогенизационный отжиг + старение
Например, для суперсплавов на базе никеля (типа «Инконель 718») типичной является следующая термическая обработка:
Гомогенизация структуры и растворение включений (англ. Solution Heat Treatment) при 768—782 °C с ускоренным охлаждением. Затем производится двухступенчатое старение (англ. Precipitation Heat Treatment) — 8 часов при температуре 718 °C, медленное охлаждение в течение 2 часов до 621—649 °C и выдержка в течение 8 часов. Затем следует ускоренное охлаждение.
Закалка + высокий отпуск (улучшение)
Многие стали проходят упрочнение путём закалки — ускоренного охлаждения (на воздухе, в масле или в воде). Быстрое охлаждение приводит, как правило, к образованию неравновесной мартенситной структуры. Сталь непосредственно после закалки отличается высокой твёрдостью, остаточными напряжениями, низкойпластичностью и вязкостью. Так, сталь 40ХНМА (SAE 4340) сразу после закалки имеет твёрдость выше 50 HRC, в таком состоянии материал непригоден для дальнейшего использования из-за высокой склонности к хрупкому разрушению. Последующий отпуск — нагрев до 450 °C — 500 °C и выдержка при этой температуре приводят к уменьшению внутренних напряжений за счёт распада мартенсита закалки, уменьшения степени тетрагональности его кристаллической решётки (переход к отпущенному мартенситу). При этом твёрдость стали несколько уменьшается (до 45 — 48 HRC). Подвергаются улучшению стали с содержанием углерода 0,3 — 0,6 % C.
Основные закономерности химико-термической обработки (ХТО)
Химико-термическая обработка (ХТО) – одновременный нагрев и выдержка металлических (а в ряде случаев и неметаллических) материалов при высоких температурах в химически активных средах (твердых, жидких, газообразных).
В подавляющем большинстве случаев химико-термическую обработку проводят с целью обогащения поверхностных слоев изделий определенными элементами. Их называют насыщающими элементами или компонентами насыщения.
В результате ХТО формируется диффузионный слой, т.е. изменяется химический состав, фазовый состав, структура и свойства поверхностных слоев. Изменение химического состава обуславливает изменения структуры и свойств диффузионного слоя.
ХТО применяют с целью:
поверхностного упрочнения металлов и сплавов (повышения твердости, износостойкости, усталостной и коррозионно-усталостной прочности, сопротивления кавитации и т.д.);
сопротивления химической и электрохимической коррозии в различных агрессивных средах при комнатной и повышенных температурах;
придания изделиям требуемых физических свойств (электрических, магнитных, тепловых и т.д.);
придания изделиям соответствующего декоративного вида (преимущественно с целью окрашивания изделий в различные цвета);
облегчения технологических операций обработки металлов (давлением, резанием и др.).
Требуемые свойства диффузионных (поверхностных) слоев могут формироваться как в процессе химико-термической обработки (азотирование, хромирование, борирование и др.), так и при последующей термообработке (цементация, нитроцементация).
Виды ХТО
Цементация стали — поверхностное диффузионное насыщение малоуглеродистой стали углеродом с целью повышения твёрдости, износоустойчивости.
Цементации подвергают низкоуглеродистые (обычно до 0.25 % C) и легированные стали, процесс в случае использования твёрдого карбюризатора проводится при температурах 900—950 °С, при газовой цементации (газообразный карбюризатор) — при 850—900 °С.
После цементации изделия подвергают термообработке, приводящей к образованию мартенситной фазы в поверхностном слое изделия (закалка на мартенсит) с последующим отпуском для снятия внутренних напряжений.
Способы цементации:
в твёрдом карбюризаторе
в газовом карбюризаторе
в кипящем слое
в растворах электролитов
в пастах
Азотирование стали — насыщение поверхности стальных деталей азотом для повышения твердости, износоустойчивости и коррозионной стойкости.
Нитроцементация сталей — процесс насыщения поверхности стали одновременно углеродом и азотом при 700—950 °C в газовой среде, состоящей из науглероживающего газа и аммиака. Наиболее часто нитроцементация проводится при 850—870 °С. После нитроцементации следует закалка в масло с повторного нагрева или непосредственно из нитроцементационной печи с температурой насыщения или небольшого подстуживания. Для уменьшения деформации рекомендуется применять ступенчатую закалку с выдержкой в горячем масле 180—200 °С.
Борирование — процесс химико-термической обработки, диффузионного насыщения поверхности металлов и сплавов бором при нагреве и выдержке в химически активной среде. Борирование приводит к упрочнению поверхности.
Алитирование, алюминирование (от нем. alitiren, от Al — алюминий) — (покрытие) поверхности стальных деталей алюминием для защиты от окисления при высоких температурах (700—900 °C и выше) и сопротивления атмосферной коррозии. Один из методов упрочнения машин и деталей
Практика проведения цементации, азотирования, нитроцементации, дифузионнойматализации.
Цементуемые, улучшаемые, пружинные, износостойкие сплавы и с тали.
Цементируемые стали
Цементируемые стали применяют для изготовления деталей, работающих в условиях поверхностного износа и испытывающих при этом динамические нагрузки. К цементируемым относятся малоуглеродистые стали, содержащие 0,1-0,3% углерода (такие, как 15, 20, 25), а также некоторые легированные стали (15Х, 20Х, 15ХФ, 20ХН 12ХНЗА, 18Х2Н4ВА, 18Х2Н4МА, 18ХГТ, ЗОХГТ, 20ХГР).
Улучшаемые стали
К улучшаемым сталям относят стали, которые подвергают улучшению - термообработке, заключающейся в закалке и высоком отпуске. К ним относятся среднеуглеродистые стали (35, 40, 45, 50), хромистые стали (40Х, 45Х, 50Х), хромистые стали с бором (ЗОХРА, 40ХР), хромоникелевые, хромокремниемарганцевые, хромоникельмолибденовые стали.
Пружинные стали
Пружинные (рессорно-пружинные) стали сохраняют в течение длительного времени упругие свойства, поскольку имеют высокий предел упругости, высокое сопротивление разрушению и усталости. К пружинным относятся углеродистые стали (65, 70) и стали, легированные элементами, которые повышают предел упругости - кремнием, марганцем, хромом, вольфрамом, ванадием, бором (60С2, 50ХГС, 60С2ХФА, 55ХГР).
Износостойкие стали
Износостойкие стали применяют для деталей, работающих в условиях абразивного трения, высокого давления и ударов (крестовины железнодорожных путей, траки гусеничных машин, щеки дробилок, черпаки землеройных машин, ковши экскаваторов и др.)- Пример износостойкой стали - высокомарганцовистая сталь 110Г13Л.
Классификация инструментальных материалов.
Невозможно создать такой универсальный инструментальный материал, который был бы одинаково пригоден для всего многообразия условий механической обработки. Поэтому в промышленности используется широкая номенклатура инструментальных материалов, отвечающих рассмотренным выше требованиям.
Все инструментальные материалы подразделяются на следующие группы, ранжированные по степени повышения их режущих свойств:
1. Углеродистые и низколегированные инструментальные стали
2. Быстрорежущие стали
3. Твердые сплавы (металлокерамика) без покрытия и с покрытием
4. Минералокерамика и керметы;
5. Синтетические композиции из нитрида бора;
6. Синтетические и природные алмазы.
Стали для режущего инструмента. (углеродистые, малолегированные, быстрорежущие).
Углеродистой сталью называется инструментальная или конструкционная сталь, не содержащая легирующих добавок. Углеродистая сталь подразделяется на низкоуглеродистую (до 0,25% углерода), среднеуглеродистую (от 0,25 до 0,6% углерода) и высокоуглеродистую (до 2% углерода).
Углеродистая сталь отличается повышенной прочностью и высокой твердостью.
По качеству различают углеродистую сталь обыкновенную и качественную конструкционную.
Углеродистая сталь обыкновенного качества бывает холоднокатаная (тонколистовая) и горячекатаная (фасонная, сортовая, тонколистовая, толстолистовая, широкополосная). Она выпускается следующих марок: Ст1кп, Ст1пс. Индексы в маркировке расшифровываются так: кп кипящая, пс полуспокойная.
Качественная конструкционная сталь - это кованные и горячекатаные заготовки толщиной до 250 мм, серебрянка (круглые прутки со специальной поверхностью) и калиброванная сталь. Она выпускается следующих марок: 05кп, 10, 15пс и т.д. Цифры в маркировке обозначают процентное содержание углерода (в сотых долях процента). Качественная конструкционная сталь используется для изготовления ответственных деталей механизмов и машин, штамповки.
Качественная сталь имеет в составе не более 0,03 % фосфора и серы, высококачественная не более 0, 02%.
Углеродистая сталь бывает разного назначения: предназначенная для статически нагруженного инструмента и для ударных нагрузок.
Для изготовления режущего инструмента с высокой твердостью, не испытывающего ударов (хирургический инструмент, напильники, шаберы, плашки, сверла, измерительные инструменты) используются стали У10?У13. Такие стали, подвергающиеся всем видам термообработки и содержащие хром, используются также для производства токарных резцов.
Для изготовления инструмента, подвергающегося ударным нагрузкам (топоры, пилы, деревообрабатывающие инструменты, зубила, клейма по металлу, отвертки) используются стали У7-У9. Они также подвергаются любому способу термообработки.
[ 8)КОРРОЗИЯ]
[ 9)Лесоматериалы]
Лесоматериа́лы — материалы из древесины, сохранившие её природную физическую структуру и химический состав, получаемые из поваленных деревьев, хлыстов и (или из их частей) путём поперечного и (или) продольного деления.
По форме и размерам поперечного сечения:
Брусья - пиломатериалы толщиной и шириной более 100 мм. Соответственно числу пропиленных сторон брусья бывают: двухкантные, трехкантные (ванчесы), четырехкантные; по форме поперечного сечения - острокантные и тупокантные. Острокантные брусья имеют прямоугольную или квадратную форму, а на верхнем торце допускаются тупые углы с учетом обзола. Тупокантные брусья имеют на торцах обзолы - оставшуюся часть боковой поверхности бревна.
Бруски - обрезной пиломатериал толщиной до 100 мм, шириной не более двойной толщины.
Обапол - пилопродукция, получаемая из боковой части бревна и имеющая одну пропиленную, а другую непропиленную или частично пропиленную поверхности.
Шпалы - пиломатериалы в виде бруса, имеющие крупное поперечное сечение (предназначены для укладки под рельсы железных дорог).
Пластина - распиленное бревно по продольной оси ствола.
Четверть (четвертина) - распил бревна по двум взаимно перпендикулярным диаметрам на 4 части.
Горбыль - срезанная при распиловке боковая часть бревна.
Планки - пиломатериалы толщиной 60-80 мм, шириной 120-160 мм.
Рейки - плоские бруски, тонкие узкие доски.
Доски - обрезной пиломатериал толщиной до 100 мм и шириной более двойной толщины. Все доски, которые получаются при распиловке даже одного бревна (ствола дерева) неодинаковы по структуре и отличаются по качеству материалов.
[ 10)Пластмассы, смолы и резины]
СИНТЕТИЧЕСКИЕ СМОЛЫ
применяются при изготовлении гидроизоляционных материалов и составов в качестве вяжущих.
В зависимости от свойств исходного сырья бывают в виде вязких жидкостей, порошков или гранул.
Группы:
Смолы, применяемые на заводах для изготовления материалов, поставляемых на строительство в готовом к употреблению виде, например рулонные и листовые оклеечные материалы, лакокрасочные материалы и т. п.;
Смолы, применяемые для приготовления составов иа месте производства работ или на предприятиях производственной базы строительства.
Технология получения материалов и составов на основе синтетических смол зависит от химического состава и строения. Смолы подразделяются на термореактивные и термопластичные.
Термореактивные смолы при нагревании или при действии специальных веществ (отвердителей) превращаются в твердые нерастворимые и неплавкие материалы, изменяя свои свойства необратимо. При чрезмерном нагреве такие смолы разлагаются.
Термопластичные смолы при нагревании размягчаются и становятся вязкотекучими, а при охлаждении восстанавливают свои первоначальные свойства, т. е. изменяют свои свойства обратимо. Термопластичные смолы могут растворяться при введении специальных растворителей. Вид растворителя предопределяется особенностями свойств тех или иных смол. По мере испарения растворителей термопластичные смолы восстанавливают свои исходные свойства.
Технические свойства синтетических смол.
Применяемые, для приготовления гидроизоляционных и противокоррозионных материалов, эпоксидные смолы должны быть вязко-жидкими. Для получения материалов заводского изготовления используют также твердые эпоксидные смолы, предварительно подвергаемые этерификации и растворенные в органических растворителях.
Эпоксидные смолы в состоянии поставки обладают свойствами термопластов, а после отверждения приобретают свойства термореактивных полимеров
ПЛАСТМАССЫ
- материалы, получаемые из природных и синтетических полимеров
Свойства:
- малая плотность
- высокая уд. Прочность
- низкая теплопроводность
- хим. Стойкость
- эл. И звукоизоляц свойства
Техн. Свойства
- легко формируются
- обрабатываемость резанием
- можно склеивать и сваривать/прессовать
Недостатки
-склонность к старению
- низкая теплостойкость
-низкая ударная вязкость
Состав пластмасс
- полимерные связующие вещества
- наполнители – для повышения прочности и придания спец свойств
- пластификаторы – для повышения пластичности при изготовлении
- отвердители
-стабилизаторы – для замедления процессов старения
-красители
Классификация пластмасс
По поведению при нагреве
- термопластичные – при неоднократном нагревании и охлаждении каждый раз размягчаются и затвердевают
- термореактивные – при нагреве размягчаются, при охлаждении – затвердевают, при послед нагревах – сохраняют форму
По виду наполнителя
Волокнистые
Порошковые
Слоистые
Газонаполненные
- материал на основе синт. Смол содержащий газовые включения
(пенопласт)
Без наполнителя
По способу переработки изделия из пластмассы
- литьевые – из термопластов
-прессовочные-гор.пресс = термореакт.
- штамповые - термопласты
РЕЗИНЫ
- искусственный материал, получаемый в результате обработки резиновой смеси.
Основной компонент – каучук + наполнители
Каучук – полимер с очень большой степенью образования деформаций при небольших нагрузках
Бывает:
-Натуральный – из троп. Растений
-Синтетический – из спирта или нефте-хим сырья
Резину из каучука получают путем вулканизации (вулканизатор – сера)
1-5% - редкая сетка – мягкая резина
30% - ЭБОНИТ
В состав также входят:
Наполнители – оксид цинка
Пластификаторы – парафин мазут канифоль
Противостарители
Красители, регенераторы – облегчают переработку из старой резины
Назначение:
-общего назначения – резины для слабо агрессивных сред Т от -10 до +150С
Авт. Шины/ резины передач/изоляция кабелей/амортизация
- спец. Назначения
Теплостойкие до 350С
Морозостойкие до -70С
маслобензостойкие
[ 11)Каменные материалы]
Гипсовые и гипсобетонные изделия. Первые отличаются тем, что их основой является чистый гипс, а гипсобетонные изделия формуют из гипса с заполнителем, в качестве которого используют песок из разнообразных материалов, пемзу или органические заполнители.
Силикатные материалы и изделия производятся из известково-песчаной смеси путем обжига отформованной массы. Самый известный тип силикатного материала-изделия — силикатный кирпич.
Асбестоцементные изделия — это в основном листовые материалы, получаемые из смеси цемента, асбестовых волокон и воды. Среди них хорошо всем известные асбестоцементные волнистые листы («шифер»), используемые для покрытия кровель и в качестве наружной облицовки каркасных и панельных домов и хозпостроек.
Облицовочный камень — декоративный облицовочный материал, используемый для отделки фасадов зданий. Бывает как природного происхождения — натуральный камень, так и промышленного производства — искусственный камень.
Виды облицовочных камней:
Фельзит
Песчаник
Известняк
Гранит
Мрамор
Сланец
Ракушечник
Для получения многих искусственных строительных материалов или склеивания штучных материалов в изделия и конструкции широко используют неорганические (известь, гипсовые, вяжущие, растворимое стекло, цементы) и органические (битумы, дегти, смолы, клей) вяжущие вещества.
Неорганические вяжущие вещества представляют собой искусственные тонкоизмельченные порошки, способные при смешивании с водой (в отдельных случаях с растворами некоторых солей) образовывать пластично-вязкую и легкоформуемую массу (вяжущее тесто), которая в результате физико-химических процессов постепенно затвердевает и переходит в камневидное тело.
В большинстве случаев в вяжущее тесто вводят заполнители, что способствует экономии вяжущего и улучшению свойств искусственного камня. Неорганические вяжущие вещества в зависимости от их способности твердеть в определенной среде делят на воздушные и гидравлические.
По наличию основного минерала цементы подразделяются:
романцемент — преобладание белита, в настоящее время не производится;
портландцемент — преобладание алита, наиболее широко распространён в строительстве;
глинозёмистый цемент — преобладание алюминатной фазы;
магнезиальный цемент (Цемент Сореля) — на основе магнезита, затворяется водным раствором солей;
смешанные цементы — цементы, получаемые путём смешения вышеприведенных цементов с воздушными вяжущими, минеральными добавками и шлаками, обладающими вяжущими свойствами.
кислотоупорный цемент — на основе гидросиликата натрия (Na2O·mSiO2·nH2O), сухая смесь кварцевого песка и кремнефтористого натрия, затворяется водным раствором жидкого стекла.
При бурении применяются:
тампонажные растворы на основе вяжущих веществ (цементный, аэрированный, нефтецементный, нефтеэмульсионный, гипсовый, известковый, расширяющийся, гипсоцементный растворы);
сухие быстросхватывающиеся тампонажные смеси;
тампонажные растворы на основе коагулирующих веществ (гинистый, соляробентонитовый),
комбинированные тампонажные растворы на основе неорганических веществ (глиноцементный, соляробентонитовый);
тампонажные составы на основе органических веществ (синтетические смолы, гипано-хлоркальциевая тампонажная смесь, латексные и битумные составы и др);
комбинированные органоминеральные тампонажные смеси (полимерцементный, вязкоупругий глинистый составы, гипано-цементная смесь, отверждаемый глинистый состав).
Виды бетона
Согласно ГОСТ 25192-2012, ГОСТ 7473-2010 (ранее 7473-94) классификация бетонов производится по основному назначению, виду вяжущего вещества, виду заполнителей, структуре и условиям твердения:
По назначению различают бетоны обычные (для промышленных и гражданских зданий) и специальные — гидротехнические, дорожные, теплоизоляционные, декоративные, а также бетоны специального назначения (химически стойкие, жаростойкие, звукопоглощающие, для защиты от ядерных излучений и др.).
По виду вяжущего вещества различают цементные, силикатные, гипсовые, шлакощелочные и т.д.
По виду заполнителей различают бетоны на плотных, пористых или специальных заполнителях.
По структуре различают бетоны плотной, поризованной, ячеистой или крупнопористой структуры.
По условиям твердения бетоны подразделяют на твердевшие в естественных условиях; в условиях тепловлажностной обработки при атмосферном давлении; в условиях тепловлажностной обработки при давлении выше атмосферного (автоклавного твердения).
По содержанию вяжущего вещества и заполнителей бетоны подразделяют на:
тощие (с пониженным содержанием вяжущего вещества и повышенным содержанием крупного заполнителя);
жирные (с повышенным содержанием вяжущего вещества и пониженным содержанием крупного заполнителя);
товарные (c соотношением заполнителей и вяжущего вещества по стандартной рецептуре).
[ 12)Композиционные материалы. Керамика]
Композицио́нный материа́л (КМ), компози́т — искусственно созданный неоднородный сплошной материал, состоящий из двух или более компонентов с чёткой границей раздела между ними. В большинстве композитов (за исключением слоистых) компоненты можно разделить на матрицу (или связующее) и включённые в неё армирующие элементы (или наполнители).
В композитах конструкционного назначения армирующие элементы обычно обеспечивают необходимые механические характеристики материала (прочность, жёсткость и т. д.), а матрица обеспечивает совместную работу армирующих элементов и защиту их от механических повреждений и агрессивной химической среды.
Для создания композиции используются самые разные армирующие наполнители и матрицы. Это —гетинакс и текстолит (слоистые пластики из бумаги или ткани, склеенной термореактивным клеем), стекло- и графитопласт (ткань или намотанное волокно из стекла или графита, пропитанные эпоксидными клеями), фанера. Есть материалы, в которых тонкое волокно из высокопрочных сплавов залито алюминиевой массой.
Классификация:
Композиты обычно классифицируются по виду армирующего наполнителя:
· волокнистые (армирующий компонент — волокнистые структуры);
· слоистые;
· наполненные пластики (армирующий компонент — частицы)
· насыпные (гомогенные),
· скелетные (начальные структуры, наполненные связующим).
Плюсы:
высокая удельная прочность (прочность 3500 МПа)
высокая жёсткость (модуль упругости 130…140 — 240 ГПа)
высокая износостойкость
высокая усталостная прочность
из КМ возможно изготовить размеростабильные конструкции
легкость
Минусы:
Высокая стоимость
Низкая ударная вязкость.
Высокий удельный объем.
Токсичность.
Керамика.
Керамика - неорганические минеральный материал, получаемый из отфармованного минерального сырья путем спекания (воздействием высокой температуры с последующим охлаждением). Структура состоит из кристаллической стекловидной, аморфной и газовой фаз. Кристаллическая составляющая является основой.
Самый простейший пример керамики - глина, прошедшая обжиг.
Основные оксиды: Al2O3, MgO, ZnO.
Технологическая схема производства керамической:
Приготовление шликера (используемая в производстве фарфора кашеообразная, мягкая фарфоровая масса, состоящая из каолина, кварца и полевого шпата)
Формовка изделия;
Сушка;
Приготовление глазури и глазуровка (эмалировка);
Обжиг
Ситалл - материал, получаемый путем кристаллизации стекол. ПО структуре занимают промежуточное место между стеклом и керамикой, содержание кристаллической среды 30-95%; пористость отсутствует; высокая прочность, жаростойкость, износостойкость.
Стекло - твердый, аморфный термопластичный материал, получаемый переохлаждением расплава различных лксидов. Стекла образуют кислотные и основные оксиды.
Кислотные: SiO2, Al2O3. Основные: K2O, CaO, NaO. SiO2 - основа любого неорганического стекла;
Классификация керамики по химическому составу:
1. Оксидная керамика. Данные материалы состоят из чистых оксидов Al2O3, SiO2, ZrO2, MgO, CaO, BeO, ThO2, TiO2, UO2, оксидов редкоземельных металлов, их механических смесей (ZrO2-Al2O3 и др.), твердых растворов (ZrO2-Y2O3, ZrO2-MgO и др.), химических соединений (муллит 3Al2O3×2SiO2 и др.)
2. Безоксидная керамика. Этот класс составляют материалы н<