- •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
8.3. Обработка камня
Камнеобработка – это комплекс операций для придания природному камню требуемых размеров, формы и фактуры в процессе изготовления из него изделия.
Необходимые форму и размеры получают на распиловочных станках с полосовыми или канатными пилами абразивного действия или армированными резцами из твердых сплавов, а также на фрезерных или профилировочных станках с карборундовыми или алмазными дисками.
Современные заводы каменных деталей оснащаются мощными высокопроизводительными механизмами. На заводах крупные монолиты камня перерабатываются в строительные и отделочные детали.
Многие изделия получают раскалыванием и последующей обработкой ударным инструментом. Фактурная отделка выполняется на шлифовальных станках или пневматическими молотками.
Одноцветным серым камням предпочитают придавать рельефные фактуры, создающие живописную игру светотени. Особенно выразительна фактура «скалы», получаемая простейшими приемами. Наиболее экономичны фактуры, получаемые в процессе пиления («пилёная» фактура) или расколки. Многоцветным камням, например, мрамору и граниту шлифованием и полированием придают зеркальную фактуру, выявляющую их собственный цвет и рисунок.
Камни и блоки получают из лёгких пород (туфы, ракушечники и др.) пилением с помощью механического оборудования с использованием дисковых пил со вставными зубьями из твёрдого сплава. Более твёрдый материал (мрамор, гранит и т.д.) требует более сложной обработки. В карьерах его получают в виде блоков, а на камнеобрабатывающем оборудовании получают отделочные материалы (плиты и другие изделия).
Для вынимания из массива горных пород штучного стенового камня и блоков - заготовок применяются камнерезные машины. Режущим органом могут быть пилы (дисковые, канатные или цепные), кольцевые фрезы или буры, оснащённые твёрдосплавными зубьями.
Стальная канатная пила имеет диаметр 3…6 мм, а в прорез водой подаётся песок, который и разрезает камень.
Эффективно использование дисковых алмазных пил, толщина пропила которых по сравнению с другими методами уменьшается в 3...4 раза, а поверхность пропила получается очень ровной и гладкой, поэтому не требуется дальнейшей шлифовки плит.
8.4. Обработка древесины
При обработке древесины используется инструмент:
- ручной;
- электроинструмент;
- деревообрабатывающие станки.
Ручной инструмент подразделяется на:
- стамески;
- пилы (одноручные и двуручные);
- ножовки по дереву (зубья у них более крупные, чем у ножовок по металлу);
- лобзики;
- ручные рубанки и фуганки, ...
Древесина может пилиться вдоль, поперёк или под углом, поэтому пилы различаются:
поперечные (зубья высотой 4..5 мм треугольной равнобедренной формы);
распускные для пиления вдоль волокон (зубья высотой 5..6 мм и формой косоугольного треугольника);
смешанными для пиления вдоль и поперёк волокон с зубьями разной высоты и формой прямоугольного треугольника.
Лобзиками (ручными и электрическими) выпиливаются детали сложной формы.
Для строгания досок, брусьев и других изделий применяются рубанки. Рабочим органом ручного рубанка является заточенная пластина. Из-за малой длины привалочной плоскости рубанка точность строгания низкая, поэтому для повышения точности после строгания применяют фуганок, имеющий в несколько раз более длинную колодку.
Для соединения деревянных деталей друг с другом стамесками или долотами долбятся различные по форме отверстия.
Цилиндрические отверстия сверлят свёрлами или буравами. Сверло для дерева имеет другую форму, чем сверло для металла.
Для ускорения обработки или улучшения условия труда выпускается много различных моделей электрифицированного инструмента:
- электропилы для резки дерева;
- электрорубанки для строгания досок и брусьев;
- электролобзики для резки досок, брусков и изготовления сложных разрезов в досках.
Для взаимного крепления деревянных деталей кроме традиционно используемых плотниками и столярами клея и клиньев применяют:
- скобы;
- болтовые изделия;
- шурупы по дереву;
- дюбеля;
- гвозди и т.д.
Скобы используют для крепления брусьев, например, при изготовления чердачного перекрытия.
Дюбеля применяют для изготовления и крепления деревянных и металлических конструкций.
При изготовления мебели широко используются саморезы и шурупы. Гвозди - самые распространённые в строительстве крепежные изделия.
Различаются они по конструкции:
- столярные (маленькие шляпки);
- плотницкие (рифленая шляпка больших размеров);
- по размеру (например, 2×30, где 2- диаметр гвоздя в мм, а 30 – его длина, мм);
Гвозди различаются диаметром и длиной стержня, видом головки. С увеличением длины гвоздя увеличивается и его диаметр. Имеются гвоздеобразные шурупы: пластмассовый дюбель устанавливают в отверстие, молотком забивают гвоздь, который можно в случае необходимости вывернуть как винт.
Саморезы и шурупы имеют различную форму головки (круглую, полукруглую, с потаённым отверстием для отвёртки).
Для заворачивания саморезов и шурупов в последнее время широко используются электрические шуруповёрты, обеспечивающие высокую производительность и качество работы и создающие высокий крутящий момент, необходимый для прочного соединения деталей.