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講義ノート、虎の巻

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目次

  1. 木材の構造(樹種の種類と木材の部位、木材の巨視的構造、針葉樹と落葉樹の微視的構造、木材の化学組成)
  2. 木材の欠陥の種類 (節、亀裂、幹の形状の欠陥、木材の構造の欠陥、菌類の病変、化学的汚れ、生物学的損傷、反り、異物、機械的損傷、機械加工の欠陥)
  3. 樹種(樹種のキー、主な針葉樹種、主な落葉樹種、用途限定種、外来種)
  4. 木材の特性(木材の色、光沢、質感、木材の含水率とその変化に伴う特性、木材の密度、木材の熱的特性、木材の電気的および音響的特性、木材の強度、木材の技術的特性)
  5. 合金(金属の構造、金属と合金の結晶化と構造、拡散変態と非拡散変態、合金の分類、鉄とその合金、合金の状態図)
  6. 金属の機械的性質(変形と破壊、金属の機械的性質、金属や合金の強化方法)
  7. 鉄-炭素合金(鉄-セメンタイト図。鋼:分類、自動鋼。鋳鉄:白色、灰色、高強度、可鍛性)
  8. 金属加工の方法(鋼の変態、構造、特性に対する合金成分の影響。熱処理の理論。オーステナイトの等温変態の図。熱処理の種類と種類:焼きなまし、焼き入れ、焼き戻し、焼きならし。表面硬化。化学・熱処理:浸炭、軟窒化、化学熱処理:窒化、イオン窒化)
  9. 鋼の分類と用途(炭素・合金構造用鋼:用途、熱処理、性質、耐食鋼、耐熱鋼・合金、工具材料:工具鋼、高速度鋼)
  10. 超硬合金・超硬合金(超硬合金、切削用セラミックス、超硬材料、研磨工具用材料)
  11. 非鉄金属の合金(非鉄金属とその合金、その性質と用途。銅合金、アルミニウム合金、チタン合金、亜鉛合金)
  12. 非金属材料の特性 (非金属材料。ポリマー: 構造、重合および重縮合、特性。プラスチック: 熱可塑性、熱硬化性、ガス充填。エラストマー。ゴム。シーラント)
  13. ガラス。 装飾材料 (ガラス: 無機および有機。シタール、金属ガラス。炭素および窒化ホウ素の多形体。複合材料。合成表面材料。装飾ラミネート)
  14. 断熱材(断熱材の分類。原材料の構造による構造:形状と外観、剛性、熱伝導性、可燃性、高分子。断熱材、遮音材の種類。防水材。電気絶縁材。潤滑剤。種類)屋根材、外装材とその用途)
  15. 接着剤(接着剤の分類とその要件、熱硬化性合成接着剤、熱可塑性合成接着剤、ゴム系接着剤、タンパク質系接着剤、粘着フィルム、粘着テープ)
  16. 仕上げ材(仕上げ材の目的。仕上げのための表面を準備するための材料。透明仕上げのためのワニスおよび艶出し剤。不透明仕上げのための塗料およびエナメル。乾性油)
  17. 床(床の種類、板床用の材料および製品、寄木細工の床用の材料および製品、床用のポリマー材料および製品)
  18. 建設資材。 天然石材(コンクリート、モルタル、コンクリート用無機骨材、鉱物系バインダーをベースとした製品、プレハブコンクリート、鉄筋コンクリート製品)

講義1。木の構造

1. 樹種の種類と部位

成長する木には、根、幹、枝、葉という構成要素があります。 木の根系は、幹や枝に沿って土壌から葉まで水分と栄養素を供給する役割を果たします。 さらに、根は木を直立させます。 枝を通して水分が葉に流れ、そこで光合成のプロセスが起こります。太陽の放射エネルギーが、空気からの二酸化炭素の吸収と酸素の放出を伴う有機物質の化学結合のエネルギーに変換されます。 。 森林が地球の肺と呼ばれることは偶然ではありません。 葉からの光合成産物は、枝を通って木の残りの部分、つまり幹と根に伝達されます。 したがって、枝は、葉と木の残りの部分の間で物質の交換が起こるチャネルとして機能します。

針葉樹 - 松、杉、トウヒ、カラマツ - は狭い葉 - 針葉樹 - 落葉樹 - - 広い葉を持っています。 一般に、落葉樹種は主に温帯および南緯で生育し、針葉樹は主に北緯で生育します。

樹種や成長する気候条件によって、樹木の高さや幹の直径は異なります。 ただし、それらは 20 つのカテゴリに分類されます。 XNUMXつ目は、XNUMXm以上の高さに達するXNUMX等級の木です。 これらは、トウヒ、スギ、カラマツ、マツ、シラカバ、アスペン、シナノキ、オーク、アッシュ、カエデなどです。

熱帯および亜熱帯では、個々の木の高さは100メートル以上に達します。 第 10 のカテゴリーには、高さ 20 ~ 7 メートルの第 10 のサイズの木が含まれます。これらは、特にヤナギ、ハンノキ、ナナカマドなどです。第 XNUMX のカテゴリーは、高さ XNUMX メートルの第 XNUMX のサイズの木です。 XNUMXメートル。これらはリンゴ、チェリー、ジュニパーなどです。

木の幹の直径は一般に6〜100cm以上であり、樹種、樹齢、生育気候条件によって異なります。 場合によっては、オーク、ポプラ、その他の種では、木の幹の直径が3メートルを超えることがあります。

木材は、枝を取り除いた後、木の幹を切ることによって得られます。 この場合、木材の収量は木の幹の体積の 90% 以上になります。 木材加工の初期段階で、幹の横方向または端部が作られます。

断面図を見ると、幹の外側を覆っている樹皮が外層の地殻と内層の靱皮形成層で構成されており、樹皮と木の間の目には見えない薄い層(成長中)樹木では、生きている形成層細胞が分裂し、これにより樹木の厚さが成長します。 辺材は木材の生存領域です。 コアは体幹のコアに隣接し、生理学的プロセスに関与しない死んだ中心ゾーンを表します。 中心に位置し、直径 2 ~ 5 mm 以上の緩い組織を表すコア (木の種類と年齢によって異なります)。

ロシアの林業では、主な伐採対象は木の幹であり、枝や小枝は燃やしたり薪として利用したりする。 カナダ、スウェーデン、フィンランドでは、木のすべての成分がリサイクルされているため、そこでの木材の損失は最小限に抑えられ、紙やボール紙などの収量は最大になります。

2. 木材の巨視的構造

木の幹の断面で、主な巨視的特徴を確立できます。 辺材、心材、年層、延髄、血管、樹脂管、延髄の繰り返し。

すべての樹種の若い木では、木材は辺材のみで構成されます。 その後、成長するにつれて、芯の周りの生きている要素が死滅し、水分を伝導する経路が詰まり、樹脂、タンニン、染料などの抽出物質が徐々に蓄積していきます。その他 -

トランクの中央ゾーンは暗い色になります。 そのような木は呼ばれます 音。 他の木では、幹の中央部と辺材の色が同じです。 彼らは呼ばれています ノンコア。

カーネルレス ツリーは、次の XNUMX つのグループに分けられます。 熟した木質 (シナノキ、モミ、ブナ、トウヒ)、幹の中央部の湿度が周辺部よりも低い、および 辺材、 水分含有量は幹の断面全体で同じです(白樺、カエデ、栗など)。 さらに、辺材の質量は、樹齢の増加とともに、上からお尻に向かって減少します。

樹木の年齢は、XNUMX 年に XNUMX 層成長する年層の数によって判断できます。 これらの層は、幹の断面にはっきりと見えます。 それらはコアの周りの同心層です。 さらに、各年輪は内層と外層で構成されています。 内層は春から初夏にかけて形成されます。 いわゆる 早木。 外層は夏の終わりまでに形成されます。 早材は晩材よりも密度が低く、色が薄いです。 年間層の幅は、いくつかの理由によって異なります。まず、生育期の気象条件によるものです。 第二に、木の成長条件について。 第三に、品種から。

木の断面を見ると、幹の中心から樹皮まで髄条が走っているのが見えます。 落葉樹では木材の体積の最大15%、針葉樹では5〜6%を占め、その数が増えるほど木材の機械的特性は悪化します。 芯光線の幅は樹種に応じて0,005~1,0mmの範囲です。 針葉樹は、樹脂を生成​​および貯蔵する細胞を含むという点で落葉樹とは異なります。 これらのセルは、水平および垂直の樹脂ダクトにグループ化されます。 垂直ダクトの長さは10~80cm、直径は約0,1mmで、水平樹脂ダクトは細いですが本数が多く、300cmあたり最大1本あります。 2.

広葉樹には、根から葉に水とそれに溶解したミネラルを移動させるための細胞系の形の血管があります。 血管は、平均長さ 10 cm、直径 0,02 ~ 0,5 mm の管の形をしており、一部の種の木では、年層の初期のゾーンに集中しています。 それらは環状と呼ばれます。

他の種の木では、血管はすべての年層に分布しています。 これらの木はびまん性維管束と呼ばれます。

3.針葉樹と広葉樹の微視的構造

針葉樹には特定の微細構造があり、顕微鏡や化学的および物理的研究方法を使用して確立できます. 針葉樹は、比較的規則的な構造と単純さにおいて広葉樹とは異なります. 針葉樹の構造には、いわゆる初期および後期の仮道管が含まれます。

研究によって確立されたように、初期の気管は、木の根に由来するミネラルが溶解した水の伝導体として機能します。

仮道管は、端が斜めに切断された非常に細長い繊維の形状をしています。 研究によると、成長中の樹木では最後の一年生層のみに生きた仮道管が含まれ、残りには死んだ要素が含まれていることが示されています。

研究の結果、コア光線は実質細胞によって形成され、それに沿って貯蔵栄養素とその溶液が体幹を横切って移動することが明らかになりました。

同じ実質細胞が、垂直および水平の樹脂管の形成に関与しています。 針葉樹の垂直樹脂管は、年次層の後期に見られ、生細胞と死細胞の XNUMX つの層によって形成されます。 水平の樹脂管が髄線に見られた。

V. E. Vikhrov 教授の研究結果によると、マツ材は次のような微視的構造を持っています。

1)断面;

2) 放射状切開;

3) 接線カット。

米。 1. 木の幹のセクション: P - 横、R - 放射状、T - 接線

研究によって確立されたように、針葉樹と比較して広葉樹の微細構造はより複雑な構造を持っています。

広葉樹では、維管束性仮道管と繊維状仮道管が水の伝導体として機能し、ミネラルが溶解しています。 同じ機能は、他の木製の容器によって実行されます。 機械的機能は、libriform 繊維と繊維性仮道管によって実行されます。 これらの容器は、広い空洞と薄い壁を備えた個別のセルで構成される長い垂直チューブの形をしており、容器は広葉樹の総体積の12〜55%を占めています。 広葉樹の体積の大部分は、主要な機械的繊維としてのリブ状繊維で構成されています。

繊維状の繊維は、先のとがった端、狭い空洞、スリット状の細孔を持つ強力な壁を備えた細長い細胞です。 毛様体線維のような線維性気管は、厚い壁と小さな空洞を持っています。 さらに、落葉樹のコア光線が実質細胞の主要部分を結合し、これらの光線の体積が28〜32%に達する可能性があることがわかりました(この数値はオークに適用されます)。

4. 木材の化学組成

木材の化学組成は部分的にはその状態に依存します。 伐採したばかりの木には水分がたっぷり含まれています。 しかし、完全に乾燥した状態では、木材は有機物で構成されており、無機部分は0,2~1,7%しかありません。 木材が燃えると、無機部分は灰の形で残ります。灰にはカリウム、ナトリウム、マグネシウム、カルシウム、そして少量のリンやその他の元素が含まれます。

すべての樹種の木材の有機部分は、ほぼ同じ元素組成を持っています。 完全に乾燥した木材には、平均して 49 ~ 50% の炭素、43 ~ 44% の酸素、約 6% の水素、および 0,1 ~ 0,3% の窒素が含まれています。 リグニン、セルロース、ヘミセルロース、抽出物(樹脂、ゴム、脂肪、タンニン、ペクチンなど)が木材の有機部分を構成します。 ヘミセルロースにはペントサンとゲンキソサンが含まれています。 針葉樹種には有機部分に多くのセルロースが含まれていますが、落葉樹種にはペントサンが多く含まれています。 セルロースは植物細胞壁の主成分であり、植物組織の機械的強度と弾性も提供します。 化合物としてのセルロースは多価アルコールです。 セルロースを酸で処理すると、加水分解されてエーテルやエステルが形成され、フィルム、ワニス、プラスチックなどの製造に使用されます。さらに、セルロースが加水分解されると糖が形成され、そこからエチルアルコールが得られます。発酵。 木材セルロースは紙製造の貴重な原料であり、木材の有機部分のもう 50 つの成分であるヘミセルロースは、細胞壁の一部である高等植物の多糖類です。 セルロースの処理過程で、黄褐色の非晶質ポリマー物質であるリグニンが得られます。 最大量のリグニン(最大 20%)は針葉樹の加工中に形成され、落葉樹からのリグニンの収量は 30 ~ XNUMX% です。

非常に価値のある製品は、木材の熱分解、つまり空気を通さずに最高 550 °C の温度で乾留することにより、木炭、液体および気体製品として得られます。 木炭は、非鉄金属の製錬、電極、医薬品の製造、廃水処理や産業廃棄物の吸着剤として、その他の目的で使用されます。 ガソリン酸化防止剤、防腐剤 - クレオソート、プラスチック製造用のフェノールなどの貴重な製品が液体から得られます。

針葉樹の有機部分には、テルペンと樹脂酸を含む樹脂があります。 テルペンはテレビン油の主な原料です。 針葉樹から分泌される樹脂は、ロジンの原料となります。

木材の加工過程で、革のなめしに使用されるタンニンなどの抽出物質が得られます。 タンニンの主成分は多価フェノールの誘導体であるタンニンで構成されており、革を加工する際にタンパク質物質と相互作用して不溶性化合物を形成します。 その結果、革は弾力性と耐腐性を獲得し、水に膨潤しません。

LECTURE No. 2. 木材の欠陥の種類

1.節、ひび割れ

木材の欠陥 - これらは体幹の構造における標準からの逸脱であり、すべて体調の違反です。 欠陥には、結び目、亀裂、幹の形状の欠陥、木材構造、化学的汚れ、真菌感染、生物学的および機械的損傷、加工欠陥および反りが含まれます。

最も一般的な悪徳は 結び目 - 幹の木に存在する枝の付け根。 木材を切断すると、さまざまな形や種類の節が表面に現れます。 木材の表面の切り込みの形状から、丸節、楕円節、長楕円形の節が見られ、木材との融着の程度により、さらに融着、部分融着、未融着、抜け落ちに分けられます。 。 木材を板に切断する際、節の位置が異なる場合があります。 プラスチック、エッジ、リブ、ステッチ - 結び目の縦断面の場合、その一部はボードの同じ側の XNUMX つの端に同時に行き、 終わり - 結び目がボードの端にある場合。 木材の結び目の相互配置によると、それらはに分けられます 散らばっている - 孤立しているか、かなりの距離で互いに離れており、グループ化され枝分かれしています。

の時点で ノット本体自体の木、それらは次のように分類されます:軽い健康、暗い健康、ひび割れのある健康、腐った、腐った、そして腐った木が完全にまたは部分的に錆びた茶色または白っぽい色のゆるい塊に置き換えられた「タバコ」 . 木材に節があると、強度が低下し、加工や接着が困難になり、品質が低下します (特に節の数と直径が大きい場合)。 接合されていない腐った結び目は、木材の品質を著しく低下させ、場合によっては、木材を製品 (ボードなど) の製造に適さないものにします。

別のタイプの木材欠陥は、 ひび、 木材が木目に沿って割れるときに形成されます。 成長した木や伐採された木には亀裂が発生します。 XNUMX つ目にはメチック、剥離、凍害亀裂が含まれ、XNUMX つ目には収縮亀裂が含まれます。

メシッククラックは木の幹の中心部を貫通しており、伐採された木材が乾燥するとそのサイズが大きくなります。 丸い木材の場合、このような亀裂は通常、端部、つまり木材や部品の端部と側面に発生します。

木材が年層に沿って層状になると、剥離亀裂が形成されます。これは、通常、中間層の木材から大層の木材への急激な移行の境界にあり、すべての樹種に見られます。 木材の乾燥中に、剥離亀裂が増加します。

内部応力の影響下で木材を乾燥させる場合、 収縮亀裂。 このタイプのクラックは、長さと深さが小さいという点で他のクラック (メティック クラックおよびフロスト クラック) とは異なります。

板では、ひびは表面、端または端に行くことができます。 したがって、それらはシート、エッジ、エンドと呼ばれます。 ひび割れ、特にひび割れは、木材の完全性を損ない、機械的強度を低下させます。

2.トランクの形の欠陥

すべての種の木材の処理は、幹の形状に発生する欠陥によって非常に複雑になることがよくあります。 先細り、卵形、成長、湾曲、無精ひげ。

エスケープ 丸太の直径またはエッジのない板の幅の減少で表され、通常のランオフ(品揃えの長さ1 mあたり1 cmに相当)を超えます。 原則として、それは落葉樹、特にオープンスペースで成長した木、および幹の長さに沿って、つまり頂端部分でより大きくなります。 このタイプの幹の形状の欠陥により、丸材を鋸引きして皮をむく際の廃棄物の量が増加し、単板の繊維が放射状に傾斜する原因になります。 卵形 幹は端の断面が楕円形で、大きい方の直径が小さい方の直径の 1,5 倍以上です。

さまざまな形や大きさの幹の局所的な肥厚の形で、木の成長の処理が複雑になります。 成長 さまざまな刺激物(真菌、低温または高温など)の影響下での組織増殖の結果として、また火災、機械的損傷、その他の理由によって形成されます。

米。 2. 成長: a) 滑らか、b) でこぼこ

滑らかな成長(図2a)は、松や白樺の幹によく見られます。 成長する場所の年層は、通常、幹よりも広くなっています。 丘陵の成長、またはバール(図2b)は、主にカバノキ、クルミ、カエデ、クロハンノキ、トネリコ、ブナ、ポプラなどの幹に形成されます。バールゾーンの木は波状の不規則な構造をしています-繊維の波状の方向と、小さな斑点、ダッシュ、ドットの形の暗い色の含有物。 切り口は風合いが美しいので、美術工芸品の材料や突き板の製造に使われます。

彼のようなトランクの欠陥 曲率、 また、丸い木材の使用が困難になり、製材時の廃棄物の量が増加します。 胴体の曲率は、直線からの縦軸の偏差であり、XNUMXつの曲がりがある場合もあれば、XNUMXつ以上の複雑な曲がりがある場合もあります。

多くの場合、次のようなトランクの奇形のタイプがあります バティネス、 これは、丸材のバットの直径が急激に増加することで表されます。つまり、バットの端の直径が、この端から 1,2 メートルの距離の直径の XNUMX 倍になる場合です。 木材をのこぎりや皮むきするとき、そのような欠陥の存在は廃棄物の量の増加につながり、さらに、ベニヤの繊維の半径方向の傾斜の出現を引き起こします。 また、丸太の硬さは、意図した目的での丸太の使用を複雑にし、木材の加工を複雑にします。

3. 木材の構造上の欠陥

木材を加工する場合、幹の構造が正しくないことに関連して、木材の構造に欠陥が生じることがよくあります。 以下の種類があります 木材の構造の欠陥:

1) 斜め、 または、幹の縦軸からの繊維の偏差である繊維の傾斜。

2) ロール - 後期の年層の木材の急激な肥厚の形で堅実または局所的。

3) 癇癪 - 木材繊維の鋭く波打った、または混乱した配置(このような欠陥のある木材ブランクは、芸術品、家具、斧の柄、およびさまざまな手工芸品の製造に使用されます);

4) カール -節または芽の近くの年層の局所的な湾曲(このような欠陥のある木材は、家具の製造や工芸品に使用されます);

5) 樹脂ポケット。 それらは針葉樹、特にトウヒに見られ、樹脂で満たされた年次層の間の空洞です。

6) ピッチ - 樹脂を豊富に含浸させた針葉樹の一部。

7) ダブルコア - 丸太のXNUMXつの断面にXNUMXつのコアがあり、幹の分岐点に形成されています。

8) 義理の息子 -発育不全で死んだXNUMX番目のピーク。通常は鋭角にあります。

米。 3. 木材の構造上の欠陥: 1 - 繊維の傾斜の種類: a - 丸材の接線方向の傾斜。 b - ローカル。 2 - かかと: a - しっかりした; b - ローカル。 3 - バーチ材の繊維状のカーリング。 4 - 片側カール。 5 - ポケット。 6 - 松の幹の二重芯。 7 - 継息子。 8 - ドライ側。 9 - 松の癌。 10 - 発芽: a - 開いた; b - 閉じた状態。 11 - 偽コア: a - ラウンド。 b - 星形。 c - ブレード付き

9) 乾燥。 幹の死んだ部分の形で成長している木の樹皮への損傷の結果として発生します。

10) 遅らせる。 それは生い茂った傷であり、通常は樹皮の残骸と死んだ組織で満たされています。

11) がん 木の傷であり、寄生菌やバクテリアの活動の結果として幹の表面に発生し、木の構造や幹の形状を変化させます。

12) 偽芯、 これは本物の心材に似ていますが、より不均一な構造と不規則な形状が異なり、幹の中央部分に暗く不均一な色のゾーンとして目立ち、暗く、時には明るい縞によって辺材から分離されています。真菌の影響、深刻な霜、傷への反応などの理由で、仮芯の木はよりもろく、耐久性が低くなり、外観は一般的に悪化します。

13) 内辺材 - 色と特性が辺材に似ている心材にいくつかの年層が存在し、腐敗に対する抵抗力が低下し、液体に対する透過性が向上します。

14) 帯水層 - バクテリア、菌類の作用、傷からの雨水の浸透、または水分による土壌の過飽和の結果としての高湿度の領域の形での木材の欠陥。

4.真菌病変

木を切るとき、場合によっては、 きのこ音スポット - 木材の染色菌または木材破壊菌の影響下で成長中の樹木に形成される、カーネルの異常な色の領域。 伐採された木材では、この欠陥のさらなる進行は止まります。 真菌の心臓の斑点は、さまざまなサイズと形の茶色、赤みがかった灰色、または灰紫の色の斑点の形で端に観察されます。 この欠陥により、衝撃強度が低下し、吸水率と透水性が向上し、木材の生体安定性と外観が低下します。 静的荷重下での強度に関しては、ほとんど変化せず、影響を受けた木材の構造が保持されます。

生の辺材に木材を保管すると、カビが発生することがよくあります-木材の表面にカビ菌の菌糸体と結実が個々の斑点または連続したコーティングの形で発生し、木材をさまざまな色に染色します。 カビは機械的特性に影響を与えませんが、木材の外観を悪化させます; 乾燥後、カビは簡単に取り除かれ、汚れや色の斑点が残ります.

伐採された木材で、しばしば形成される 辺材キノコの染み - 腐朽の形成を引き起こさない、木材を破壊する菌類の影響下にある辺材の異常な色の領域。 辺材のキノコの汚れは木材の機械的特性に影響を与えませんが、外観を悪化させ、耐水性を高めます。 色によって、青は、青みがかったまたは緑がかった色合いと着色された辺材の斑点を持つ辺材の灰色の形で、辺材のオレンジ、黄色、ピンク、茶色の色の形で区別されます。 辺材を汚す菌類は、接着剤や塗装仕上げを破壊する可能性があります。

暖かい季節の貯蔵中に伐採された木材では、菌類の関与の有無にかかわらず生化学的プロセスが発達した結果、次のような欠陥が生じます。 褐変。 木材の褐変は、さまざまな茶色の色合いの広葉樹の異常な色の領域の形で現れます。 褐変は、端部にさまざまなサイズや形状の斑点の形で観察され、側面には細長い斑点、縞模様、または辺材への完全な損傷の形で観察されますが、木材の外観が劣化し、強度と硬度が低下します。わずかに減少しています。 木材の褐変を防ぐために、木材を蒸します。

木に大ダメージ 腐敗、 真菌の影響下で形成されます。 腐敗は病変の色と構造によって区別されます - 多彩なふるい、白い繊維状。 また、辺材、響材、外部腐朽などのタイプ別にも説明します。

腐った木材は、さまざまな木造建築物の真菌感染源です。 腐敗

徐々に発達し、XNUMXつの段階があります。最初は、木の色だけが変化します。 第二に、木材は腐敗の影響下でその構造と硬度を部分的に変化させます。 XNUMXつ目は、木材の強度と硬度が完全に失われます。腐敗の進行段階や病変の大きさによっては、木材の品質が大幅に低下する可能性があります。

5. 化学的汚れ、生物学的損傷および反り

木材加工の過程で、木材の化学的着色などの現象に遭遇することがよくあります - 化学的および生化学的プロセスに起因する伐採された木材の異常な着色領域。

ほとんどの場合、それはタンニンの酸化に関連しています。 通常、このような領域は木材の表層、つまり深さ1〜5 mmに位置します。

木材加工の実践が示すように、化学着色はその色と光沢のみを変化させ、木材の他の特性は変化しません。 天然着色が強いため、木材の風合いが損なわれますが、乾燥させると徐々に化学着色が薄れます。

切りたての木材の保管技術に違反した場合、木材は危険にさらされます。 生物学的損傷 ワームホールの形で - 昆虫とその幼虫(カブトムシ、蝶、シロアリなど)によって木材に作られた通路や穴。 これらの昆虫の最適な生存条件は、+18〜20°Cの温度と60〜80%の相対湿度です。 ワームホールの侵入深さはさまざまです。浅いもの(深さ 3 mm 以内)、浅いもの(丸太では 5 mm 以内、木材では 5 mm 以内)、深いものがあります。 さらに、それらは非貫通であっても貫通していてもよい、つまり、基板の反対側の XNUMX つの側面に延びていてもよい。

表面のワームホールは木材の機械的特性に影響を与えませんが、浅いワームホールと深いワームホールは木材の完全性を損ない、機械的特性を低下させます。

技術に違反した長期保管中に、いわゆる腐ったワームホールが木材に形成される可能性があります。これは、家具や家のグラインダー、家のバーベル、シロアリなど、乾燥した木材でも発生する可能性のある家の害虫によって引き起こされます。 この場合、深い通路の数が多く、その中の木は掘削粉の含有量が高い腐った塊になります。

乾燥時や湿潤時、機械加工時など、木材の収縮の異方性(膨潤や内部応力)の結果として、次のような現象が発生します。 ワープ 品揃えの形を変える形で。 製材の反りは、面に沿った縦方向、複雑な、端に沿った縦方向、横方向、そして翼のようなもの(翼状)など、さまざまな種類があります(図4)。 反りの性質は、丸太からのこぎりで決まります。 反りは、木材や木材製品の品質を低下させ、加工や切断を複雑にし、廃棄物の量を増やし、一般的に木材の使用を困難にします。

米。 4. 反りの種類: a - 面を横切る方向。 b - 表面に沿った縦方向。 c - 翼の有無

反りの現象は、白樺を加工して得られる木材に最もよく見られます。

6. 異物混入、機械的損傷、加工不良

場合によっては、木材の加工中に、木材以外の異物の形で異物が見つかることがあります。 釘、ワイヤー、金属片または石。 このような欠陥の外部の兆候としては、木材の局所的な膨らみや樹皮の折り目、へこみ、または穴が考えられます。 このような介在物は木材の機械加工を複雑にし、カッター、丸鋸、カッターなどの切削工具に損傷を与えることがよくあります。

機械的損傷や機械加工の欠陥は、性質や原因が異なる場合があります。

時々焦げた木があります。 木材の炭化は、火によって損傷した結果、その形状が変化し、使用が困難になり、木材の損失を引き起こします。

カラ - これはタッピング中に幹に損傷があり、木材の樹脂化を引き起こします。

Obzol 丸太の側面の一部をエッジの効いた板や一部に保存したもので、実際の板の幅が狭くなり使いにくくなっています。

木材を切削工具で加工する場合、 リスク その表面に うねり - 木材の円筒フライス加工の結果としてのアーチ型の隆起やくぼみの形の非平坦なカットまたは不規則性。

木材の処理が不十分であると、不完全に分離された繊維の存在や苔状の形で表面に毛羽立ちが現れ、不完全に分離された繊維と小さな木材粒子の房が存在します。 ザルブ - 斧による木の表面への局部的な損傷。 ガッシュ - 切削工具 (のこぎり) による木材表面の局所的な損傷。 木材の収穫と加工中に、 フレーク - 丸太の端から伸びる横方向の亀裂。 似たような作品でよく手に入る ブレイクアウト - 工具や機構にさらされたときに木材が局所的に除去された結果、表面がでこぼこになったくぼみ。 繊維に対して切削工具で木材を加工する場合、さまざまな機械的グリップがしばしば観察されます。 へこみ - 木材の局所的な粉砕の結果として形成された表面のくぼみ、および スクラッチ - 狭くて長いくぼみの形で表面に損傷を与えます。

その結果、工具の刃先のへこみが形成されます。 引っかき傷 - 処理された表面の上に突き出た細いストリップの形をした未処理の表面の領域。

木材の表面をヤスリがけすると、 研削 - 処理された表面のレベルより下の木材の一部の除去。

木材加工の過程で切削工具の摩擦が増加すると、次のような欠陥がしばしば発生します。 焼く 処理された表面の暗い領域の形の木材。

上記の木材の欠陥は、加工の品質を低下させ、材料または製品全体の接着、仕上げ、ベニアに影響を与え、場合によっては外観を悪化させ、木材の完全性を損ない、機械的強度を悪化させ、使用を困難にします。

LECTURE No. 3. 樹種

1.樹種の鍵

「木のハンドブック」に基づくA。 M.ボロビコバ и B・N・ウゴレバ 品種の決定要因が作られています。

1. 樹種のグループ:

1)毎年の層がすべての木材の切り口にはっきりと見えます。 コア光線は見えません。 船はありません。 いくつかの種の木材には樹脂の通路(針葉樹)があります。

2) 早材と晩材の構造の違いにより、年次層がはっきりと見えます。 年層の初期ゾーンでは、大きな血管が連続した穴の輪を形成し、肉眼でもはっきりと見えます。 年次層の後期ゾーンは密な構造を持ち、小さな血管しかありません。 小さな血管と実質細胞は、放射状の縞模様、年層の境界に沿って走る波線、個々の線または点の形でパターンを形成します。 ほとんどの品種には目に見える髄光線があります。

3) ほとんどの品種では、一年生の層はほとんど見えません。 断面における道管は肉眼では全く見えないか、見えても連続した輪を形成しておらず、年層全体に均一に点在しており、年層の後期には模様が見られない。 いくつかの種は目に見える髄質光線を持っています - 拡散した維管束の広葉樹。

2. 樹種:

1) 針葉樹:

a) 樹脂管は非常に大きく、多数あります。 年層はすべてのセクションではっきりと見えます。 芯はピンクから茶褐色の色をしています。 辺材は幅が広く、黄色がかった色から淡いピンク色(スコッチパイン)までの色をしています。 さらに、残りの針葉樹についても同様です。

2) 環状広葉樹:

a) 髄光線は幅が広く、すべてのセクションではっきりと見えます。 芯材の色は濃い茶色または黄褐色です。 辺材は細く、色は淡黄色です。 すべてのセクションで年層がはっきりと見えます。 後期の木材の断面には、小さな容器の軽い放射状の炎のような縞模様が見られます。 木は硬いです。 他の品種でも同様です。

3) 分散した維管束広葉樹:

a) 年層はすべてのセクションでほとんど見えません。 木は黄色がかったまたはピンクがかった色合いの白です。 放射状の部分では、コア光線が狭くて短い光沢のある暗い斑点の形で見えます。 多くの場合、赤褐色のドットまたはダッシュのように見えるコアの繰り返しがあります。 木材は非常に硬く重い(白樺)。

b) 木材はわずかにピンクがかった白です。 年層はほとんど見えません。 木は軽くて柔らかい(葉の少ないシナノキ)。

c)橈骨断面における髄光線の高さは約0.5mmである。 年層はすべてのセクションではっきりと見えるわけではありませんが、何よりも横断面ではっきりと見えます。 放射状断面の延髄光線が特徴的なあばた状の外観と強い輝きを生み出します。 木材は黄色またはピンクがかった白色で、硬くて重い(ノルウェーカエデ)。

d) コアがありません。 木は白く、わずかに緑がかっています。 時々欠陥があることがあります - 茶色がかった色の偽のカーネル。 どのセクションでも年次層が目立ちます。 黄色の縞模様のコアの繰り返しがあります。 木は軽くて柔らかい(アスペン)。

樹種ガイドを使用して、木の種類を判断できます。

2.主な針葉樹

針葉樹には、トウヒ、マツ、カラマツ、モミ、スギ、イチイ、ジュニパーが含まれますが、低木の形で成長します。

Ель - 穀粒を含まない種で、その木は白く、かすかに黄色がかったまたはピンクがかっています。 樹脂通路はありますが、樹脂が少ないです。 強度、密度、耐腐朽性の点ではパイン材に若干劣ります。 年間層がはっきりと見え、最も一般的なのは、一般的なトウヒとシベリア産のトウヒのXNUMX種類です。 XNUMXつ目はロシアのヨーロッパ地域で成長し、XNUMXつ目はウラルから沿海州までです。 トウヒはパルプ製造の主原料です。 その均質な構造と共鳴能力により、楽器の製造には欠かせないものとなっています。 皮革産業用のタンニンはトウヒの樹皮から得られます。

パインツリー - 樹脂の通路を備えたサウンドロック。 心材はわずかにピンク色で、時間の経過とともに茶色がかった赤になり、幅の広い黄白色の辺材があります。 年層はすべてのセクションではっきりと見え、早い、明るいから遅い、暗いへの急激な移行があります。 松は平均的な密度、十分に高い強度と耐腐朽性を持ち、よく処理されています。 マツ材は、建設、建築部品や家具の製造、鉄道輸送(客車や貨車)で使用されるさまざまな部品の製造、鉱山での固定などに使用されます。さらに、マツはまたセルロース、チップボード、ファイバーボード、飼料酵母を得る原料として使用されます。 そこから樹脂が抽出され、針から生理活性物質が得られます。

カラマツ ロシアでは針葉樹林の半分以上をカラマツが占めており、建設、家具製造、紙パルプ、加水分解産業などで広く使われている。カラマツは樹脂を多く含浸させた強くて弾力のある木材を持っている。 芯の色は赤褐色で、辺材は白またはわずかに黄色がかっています。 年次層がはっきりと見え、早材と晩材の境界が明確です。 カラマツは節が少なく、密度が高く強度があり、腐りにくいため、シベリアではカラマツの丸太を使って民家が建てられ(ログハウスが作られる)、長年使用できます。

ファー - 針葉樹の中で最も軽くて柔らかい。 それは主にロシアのヨーロッパ地域の北東部、ウラルから極東、そしてコーカサスで育ちます。 多くの点でスプルースに似ていますが、樹脂の通路はありません。

シダー ロシア、特にシベリアの広い地域を占めています。 寿命は最長800年、高さは30メートル、幹の直径は2メートルにも達し、軽くて柔らかく、質感と色が美しい杉材です。 茶色がかったピンクの心材と白がかったピンクの辺材を持っています。 加工しやすく、腐りにくい。 建設で広く使用されています。 松の実は、杉油、テレビン油、薬用香油の主な原料です。

ジュニパー 低木、狭い辺材を持つ茶色の密な健全な岩の形で成長します。 サイズが小さいため、少量の旋削製品や彫刻製品の製造に使用されます。

3.基本的な広葉樹

白樺は他の種よりもロシアの森林でより一般的です。 カバノキ - 黄色がかった色合いの維管束のない散在する木材。 年間レイヤーはあまり見えません。 コア光線は、厳密に放射状のカット (分割) でのみ表示されます。 シラカバは比較的高い強度特性を持っていますが、腐敗に対する抵抗力は低くなっています。 乾くと大きく収縮します。

オークツリー - 暗褐色と黄褐色の心材と細い黄白色の辺材を持つ非常に貴重な維管束種。 断面図では、年層の初期領域では大きな血管が見られ、暗い後期領域では明るい放射状の炎のような延髄線が見られます。 オーク材は緻密で耐久性に優れ、腐りにくく、美しい質感を持っています。 曲がりもよく、加工も可能です。 この木材は不足しているため、スライスされたベニヤの形で使用されるだけでなく、塊状の部品の形でも使用されます。 家具に加えて、オークは寄木細工の床、ワインやビールの樽、機械工学の設備部品などの製造にも使用されます。家具の製造では、黒に近い濃い灰色のボグオークが高く評価されています。 革や毛皮などをなめすために使用されるなめしおよび抽出物質は、オークの樹皮や木材から得られます。

アッシュツリー - 黄色がかったまたはピンク色の辺材と薄茶色の心材を含む輪状の血管サウンドロック。 年次層ははっきりと見えますが、コア光線は見えません。 色と構造はオークに似ていますが、やや軽いです。 国の経済で使用されます。 主に高い衝撃強度が特徴で、よく曲がり、フレークが生じないため、テニスラケット、ホッケースティックなどのスポーツ用品の製造に使用されます。

カエデ材 - 散在した維管束のない核のない岩石。 赤みがかった、または茶色がかった白い木を持ち、どの断面でも年層がはっきりと見え、放射状の断面では特徴的なあばた状の外観を作り出す髄条がはっきりと見えます。 カエデは家具の製造や楽器のボディの製造に使用されますが、ロシアの森林の埋蔵量が少ないため、用途は限られています。

Липа - 分散血管品種、非核。 木材は白くわずかにピンクがかった色合いで、年層がほとんど見えず、均質な構造を持ち、柔らかく、乾燥や加工中にひび割れが少なく、ほとんど反りがないため、彫刻に適した素材として機能します。

ハシバミ - 非常に貴重な種で、びまん性に維管束があり、茶色がかった灰色の不均一な色の木材があり、年層はカットでわずかに見えますが、大きな血管が見えます. これらの品質のために、クルミ材は、平らなベニヤを得て、高度に芸術的な家具を製造するために使用されます.オリジナルのインテリアを作成するためのさまざまな詳細。

Тополь - 白い色の広い辺材を備えた、散在性の維管束音の急速に成長する品種。 年層は広いが目立たない。 木材は柔らかく、腐敗しにくく、セルロースやさまざまな家庭用品の製造に使用されます。 ロシアの森林におけるポプラの埋蔵量は少ないため、その使用は限られています。

4. 限定使用の品種

長い間、ロシアの草原地帯の農村地域で、単純な家具(椅子、スツール、ベビーベッド)やさまざまな工芸品(めん棒、プッシャー、バターミルクなど)の製造のために、そのような樹種チェリー、ナシ、リンゴの木、アカシア、ハシバミ、山の灰など。子供用家具(ベビーベッド、ハイチェアなど)は、上記の木材品種を使用することがよくあります。

木から さくらんぼ オリジナルの縞模様と黄褐色の組み合わせで強度が高く、家具は貴重な種(マホガニー)と寄木細工のボードを模して作られました。 現在は、主に各種お土産品や家庭工芸品の製造に使用されています。 チェリーは健全な品種に属し、この木は急速に成長し、高さは最大6 m(Vladimirka-rastunya品種)になり、幹の直径は20〜30 cmに達します。

木材 強度、ピンクがかった黄色から茶色がかった赤までの美しい色、コア光線と年層がほとんど目立たないなど、多くの貴重な特性もあります。 ナシは非核品種で加工が容易で、家具や楽器のケース、家庭用工芸品やお土産の製造に民俗職人によって長い間使用されてきました。

農村部では、ロシアの手工芸家が長い間、木製の輪、箱、棚の製造にヘーゼル (ヘーゼル) の木を使用してきました。これは、物理的および機械的特性の点で白樺に近く、色もかすかな光沢のある白い色をしています。

レンズ (ハシバミ) 低木属の非核種を指します。

木材には多くの貴重な特性があります。 山岳灰 - 高強度、耐火性、耐衝撃性。 もう一つの利点は、美しい赤白の色と顕著な年次層を備えた幅の広い辺材で構成されていることです。 長い間、職人たちはこの木材を使ってハンマー、斧の柄、木槌、シンプルな家具(スツール、椅子、棚、ベンチ)、彫刻品(手すり子、スピンドル)などの製作に使用してきました。ナナカマドは広葉樹の一種です。

木材 リンゴの木 ロシアの職人たちは、古くから家庭用品やインテリア、棺、記念品、楽器ケースなどを作ってきました。コア光線はほとんど知覚できません。 りんごの木は健全なびまん性維管束品種に属します。

5. エキゾチックな品種

熱帯または亜熱帯気候の国で成長する樹種は、使用が制限された外来種として分類されます。 XNUMX世紀に戻る王宮の設備を目的とした家具の製造のためにこれらの種のブランクをロシア、サンクトペテルブルクに輸入し始め、次に貴族の家を輸入し始めました。 マホガニー材は、これらの目的で最も広く使用されていました。 徐々に、ロシアの多くの大都市で、裕福な人々はしばしば彼らの家のために一流のキャビネットメーカーによって作られたマホガニーの家具を注文しました。

この木材の中で最も有名な種はアフリカに生育するマホガニーです。 オーストラリアだけでなく、中南米も同様です。 このタイプのマホガニーの木材は、白(細い辺材)から赤茶色または茶色がかった赤(心材)まで、非常に美しい色の組み合わせを持っています。

ロシアでは木材が少量使用されていました 黒檀。 この名前で、黒い木を持ったさまざまな種のブランクが海外から輸入されました。 ほとんどの場合、心材であるエボニー(黒)木材が輸入され、幅の狭い白い辺材と光沢のある黒い心材があり、すべてのタイプのカットで、年層とコア光線は見えません。装飾品、ピアノの鍵盤、インテリアを飾る際のはめ込み用、木管楽器もそれから作られています。 黒檀の木 (黒) は、インド、アフリカ、セイロン (スリランカ) で育ちます。 黒檀の乾燥密度は 1000 kg/m 3、つまり、水の密度以上です。

ローズウッド。 国際取引では、この名前は、熱帯地方に生育する、類似した木の色と構造を持つ異なる樹種を結び付けます。 そのような木の木材は維管束が散在しており、辺材は狭く、灰色がかった淡黄色で、穀粒自体は紫がかった茶色またはチョコレート色です。 非常に重く、ほとんど乾燥せず、割れにくいですが、よく研磨できます。 ローズウッド材は、楽器、彫刻、旋盤、その他の製品の製造に使用されます。

Секвойя - 地球上で最大の木は、優れた耐久性が特徴です。 熱帯地方で育ち、針葉樹に属します。 物理的および機械的特性の点で、トウヒ材に近く、よく処理されています。 建設、家具、鉛筆の製造に使用されます。

ユーカリ。 自然界には 500 種以上の種があり、主にオーストラリアとオセアニアに生育しています。 ロシアでは、コーカサス地方の黒海沿岸にユーカリが少量生育しています。 ユーカリは成長が早い木で、高さ100メートルを超える非常に大きなサイズに達します。 心材は維管束の播種性広葉樹で、心材はさまざまな色合いの茶色で、辺材は明るいです。 この木の木は緻密で強度と生体安定性が高く、建築や馬車などに使われます。

レクチャーNo.4。木の性質

1. 木の色、つや、風合い

木材は木の成長の気候条件に依存します。 温帯気候で​​は、ほとんどすべての樹種の木材の色が淡いですが、熱帯気候では明るい色になります。 気候要因の影響は、XNUMX つのゾーン内にも影響します。たとえば、暖かいゾーンで生育する種 (オーク、クルミ、イチイなど) は濃い色をしていますが、北に生育する種 (トウヒ、マツ、ポプラ、カバノキなど) は色が濃いです。 - 色が薄い。 色の強度は木の樹齢にも依存し、樹齢が上がるにつれて強度も増します。 木材の色は、空気や光の影響、また真菌感染症の影響によって変化します。 水または特別な溶液中で木材を熟成させる場合。 スチーム時や高温乾燥時。

木材の色は重要な特徴であり、家具、室内装飾、工芸品、楽器などの製造のための樹種を選択する際に考慮されます。

輝き - これは、光束を一方向に反射する木材の能力です。 滑らかな鏡面は、指向性のある反射を与えるため、最高の輝きを放ちます。 原則として、木材の光沢は白さで評価されます。木材の白さが大きいほど、光沢指数が高くなります。 グレアとリフレクションも、放射状のカットにコア レイを与えます。

テクスチャー - これは、年層と解剖学的要素によって形成された、木材の接線方向および放射状のカットの自然なパターンです。 木の構造が複雑になればなるほど、その質感は豊かになります。 針葉樹では構造が単純で肌理が均一で、主に年輪の幅とその違いで決まります

初期および後期の木材の着色。 広葉樹は複雑な構造とより豊かな質感を持っています。 テクスチャの性質は、カットの方向に大きく依存します。 クルミ、アッシュ、ニレ、オークなどの多くの種は、接線方向のカットに美しく興味深いテクスチャを持っています。 ラジアルカットの木材も、オリジナルの美しい質感を持っています。

広葉樹の幹に形成されたこぶの木材は、高い装飾性を持っています。 芽に成長していない芽が「寝ている」ことで生まれるバーズアイメープル材の風合いは非常に独創的です。 また、木材を不均一にプレスして鉋で削ったり、波状のナイフで剥いたり、繊維の方向に対して斜めに剥いたりすることで、人工的に独特の美しい風合いが生まれます。 透明感のある木目調仕上げで、質感がより際立ちます。 質感は、木材の装飾的価値を決定する最も重要な指標です。

木のテクスチャの種類:

1)顕著なパターンなし - シナノキ、ナシ;

2) 細かい斑点模様 - オーク、ブナ、プラタナス。

3) モアレ模様 - 灰色のメープル、波状のバーチ、マホガニー;

4)「鳥の目」を描く - 灰、カエデ、カレリアの白樺、ウクライナのポプラ;

5)シェルパターン-コーカサスサワリ、アッシュ、ニレ-お尻部分;

6) 結び目模様 - トウヒ、マツ。

2. 木材の含水率とその変化に伴う性質

原則として、切りたての木材には大量の水分が含まれており、将来的には、保管条件に応じて、水分が増減したり、同じレベルのままになったりする可能性があります。 しかし、ほとんどの場合、水分を除去する、つまり木材を乾燥させるための措置を講じる必要があります。 木材の含水量の指標は湿度であり、絶対値と相対値に分けられます。 実際には、彼らは主に絶対を使用します

式によって決定される湿度のリュート値:

W腹筋。 = [(m-m0) / NS0] × 100%、

ここで、mは湿った木材サンプルの質量gです。

m0 - 同じ完全に乾燥したサンプルの質量 g. 相対湿度の指標は、主に薪の含水量の指標として使用されることはめったにありません。 次の式で決定されます。

Wrel。 = (m - m0 / m)×100%。

湿度を測定するには、直接と間接の 103 つの方法があります。 直接法は木材からの水分の抽出に基づいています。 これを行うには、洗浄した木材サンプルを 6 °C の温度のオーブンで水分が完全に放出されるまで乾燥させます。 乾燥プロセス中、最初は乾燥開始から 10 ~ 2 時間後にサンプルの重量を測定し、その後 XNUMX 時間ごとにサンプルの重量を測定し、サンプルの重量が減少しなくなった時点で乾燥を停止します。 直接法を使用すると、木材の含水率を非常に正確に測定できます。

2 番目の方法は間接的な方法で、電気水分計を使用して木材の電気伝導率を測定することに基づいています。 この測定では、機器のスケールに湿度の値が表示されます。 この方法により、湿度を迅速に測定することができます。 ただし、測定誤差が 3 ~ 30% あり、木材の含水率が XNUMX% を超える場合はさらに誤差が大きくなるという欠点があります。

木の中の水は束縛された状態と自由な状態にあります。 結合水は細胞壁にあり、しっかりと保持されています。 このような水分の除去は困難であり、木材のほとんどの特性の変化に大きな影響を与えます。 結合水の最大量は、計算で考慮される細胞壁の飽和限界に対応します: WBS = 30%。

自由水は細胞の空洞と細胞間スペースにあるため、木材から除去しやすくなります。

切りたての木材の含水率は 50 ~ 100% の範囲ですが、水中に長時間放置すると 100% 以上になります。

戸外で乾燥させた後、湿度を15〜20%に下げます。 20-22%の湿度が呼び出されます 輸送、 作業中に木材が持つ水分含有量は、 運用中。

木材の乾燥にはXNUMXつのタイプがあります - 大気、 周囲温度で、および 人工的な、 温度が 100 °C 以上になる可能性がある場合。 チャンバー乾燥中、​​木材は収縮します。つまり、繊維に沿って直線寸法が半径方向で 3 ~ 7%、接線方向で 8 ~ 10%、0,1 ~ 0,3% 減少します。 総体積収縮率は 11 ~ 17% です。

湿度が低下して木材を乾燥させると、その機械的特性が変化します。弾性は低下しますが、圧縮強度は増加し、導電率は低下します。

3. 木の密度。 木材の熱特性

木の密度 g/cm で表される、材料の単位体積あたりの質量 3 またはkg/m 3。 湿度に応じて木材の密度を示す指標がいくつかあります。 木質物質の密度は、細胞壁を形成する材料の単位体積あたりの質量です。 これはすべての品種でほぼ同じで、1,53 g/cm に相当します。 3、つまり、水の密度の 1,5 倍です。

完全に乾燥した木材の密度は、水分が含まれていない状態での木材の単位体積あたりの質量です。 次の式で決定されます。

ρ0 = m0 / v0,

ここで、p0 - 完全乾燥木材の密度、g/cm 3 またはkg/m 3;

m0 - 含水率 0%、g または kg の木材サンプルの重量。 Ⅴ0 - 湿度 0% での木材サンプルの体積、cm またはm 3.

木材の密度は、空気で満たされた空隙があるため、木材物質の密度よりも小さくなります。つまり、気孔率はパーセンテージで表され、完全に乾燥した木材の空隙率を特徴付けます。 木材の密度が高いほど、気孔率は低くなります。

木材の密度は湿度に大きく依存します. 湿度の増加に伴い, 木材の密度が増加します. 密度に応じて, すべての種は12つのグループに分けられます (木材の含水率はXNUMX%):

1) 低密度の岩 - 540 kg/m 3 少ない - これはトウヒ、マツ、シナノキなどです。

2)中密度の岩石-550〜740 kg / m 3- これはオーク、バーチ、ニレなどです。

3) 高密度の岩石 - 750 kg/m 3 その他 - ハナミズキ、シデ、ピスタチオなどです。

木材の熱特性 - これらは、熱容量、熱伝導率、熱拡散率、熱膨張です。 熱容量とは、木材が熱を蓄える能力のことです。 比熱容量 C は、熱容量、つまり木材 1 kg を 1 °C 加熱するのに必要な熱量の指標として使用されます。 これは、kJ/kg × t °C で測定されます。

乾燥した木材は木質物質と空気であり、その中の空気の質量分率はわずかであるため、乾燥した木材の熱容量は木質物質の熱容量とほぼ同じです。 木材の比熱容量は実質的に種に依存せず、完全に乾燥した木材の温度が 0 °C の場合、1,55 kJ です。 温度が上昇すると、比熱容量はわずかに増加し、100 °C の温度では約 25% 増加します。 木材が湿ると、熱容量が増加します。

木材の熱伝達のプロセスは、熱伝導率と熱拡散率の1つの指標によって特徴付けられます。 熱伝導率? 面積XNUMX mの木の壁を単位時間あたりに通過する熱量に数値的に等しい 2 厚さ 1 m、壁の両側の温度差は 1 °C です。 単位は W/(m × °C) です。

熱拡散係数は、木材が加熱または冷却されたときの木材の温度の変化率を特徴付けます。 木材の熱慣性、つまり温度を均一にする能力を決定します。 熱拡散率は次の式で計算されます。

α = λ/s × ρ、

ここで、ρ は材料の密度、kg/m3 です。

λ-熱伝導率、W /(m×°С);

c は木材の比熱容量、kJ / (kg × °С) です。

4. 木材の電気・音響特性

木材の電気特性に関する数多くの研究が示しているように、木材の電気伝導率、つまり電流を流す能力は電気抵抗と反比例します。 表面抵抗と体積抵抗があり、これらを合わせると、XNUMX つの電極間に置かれた木材サンプルの合計抵抗が得られます。 体積抵抗はサンプルの厚さを通る電流の通過に対する障害を特徴づけ、表面抵抗は表面に沿って特徴づけられます。 電気抵抗の指標は、比体積抵抗と比表面抵抗です。

研究によると、乾燥した木材は電気をあまり通しませんが、湿度が高くなると抵抗が低下します。 これは、研究中に得られたデータから見ることができます (表 1)。

表1

湿度が高くなると表面抵抗が低下します。 たとえば、ブナの水分含有量が 4,5 から 17% に増加すると、表面の電気抵抗は 1,2 × 10 から減少します。13 1×10まで7 オーム。

また、研究の結果、木材は加熱すると、特に湿度が低いときに電気抵抗が低下することがわかり、温度が20℃から94℃に上昇すると、絶対に抵抗が低下します。木材を10ずつ乾燥させる 6

音響特性。 木材の音響特性を研究すると、木材内の音の伝播速度が速くなり、密度が低くなり、弾性率が高くなることがわかりました。 室内乾燥木材の繊維に沿った音速の平均値は、オーク - 4720 m/s、トネリコ - 4730 m/s、松 - 5360 m/s、カラマツ - 4930 m/sです。 さらなる研究により、繊維を横切る音速は繊維に沿った音速の 3 ~ 4 分の 5050 であることが示されました。 音の伝播速度は材料の特性と、まず密度に依存します。たとえば、鋼では音は 330 m/s、空気中では 30 m/s、ゴムでは 40 m/s の速度で伝わります。 MS。 木材の音響特性の研究から得られたデータに基づいて、木材の強度と内部の隠れた欠陥を測定するための超音波法が構築されました 既存の建築基準によれば、壁と間仕切りの遮音性は 48 以上でなければならず、床間の遮音性は 3 以上でなければなりません。 -12dB。 研究データによると、木材の吸音能力は低く、例えば厚さ4,5cmのパイン材の遮音性は27dB、厚さ50cmのオーク材の遮音性はXNUMXdBです。 研究が証明しているように、最大​​の音放出という点で最良の音響特性はトウヒ、モミ、シダーの木材にあることが判明しており、これらの木材は、撥弦楽器、弓弦楽器、鍵盤楽器など、多くの楽器の製造に使用されています。 、長い間熟成させた木材は、XNUMX 年以上にわたって最高の音響特性を持っています。

5. 木材の耐久性

機械的特性には、木材の強度と変形性、およびいくつかの技術的特性が含まれます。 木材の強さは、外部負荷の影響下での破壊に抵抗する能力です。 木材の引張強度は、サンプルの圧縮、引張、曲げ、せん断をテストすることによって決定されます。

木材の圧縮をテストする場合、荷重は繊維に沿って実行され、次に横方向にXNUMXか所で実行されます。 引張強度は、次の式によってMPaで決定されます。

бсж = Pマックス /a×b、

ここで Pマックス -最大破壊荷重、N;

a と b は、木材サンプルの寸法、mm です。

試験データによると、木材を繊維を横切って引っ張ると、繊維に沿った引張強度の約1/20の強度になることがわかりました。 したがって、製品を設計し、さまざまな建築構造を構築する場合、繊維全体に引張荷重がかかるケースは許可されません。

実際には、ほとんどの場合、木材製品は曲げ荷重で機能します。 したがって、次の式に従って MPa 単位の引張強度を決定しながら、木材サンプルの曲げをテストする必要があります。

б =3Pマックス × l/2 × b × h2,

どこで l - サポート間の距離、mm;

b - 半径方向のサンプル幅、mm;

h は接線方向のサンプルの高さ、mm です。

試料を曲げると、凸面側には引張応力が発生し、凹面側には圧縮応力が発生します。 最大値を超える荷重では、サンプルの破断の凸面側で伸張した繊維が破断する形で木材の破壊が発生します。

せん断強度は非常に重要です。 この指標は、XNUMX 種類のせん断をテストすることによって決定されます。 木目に沿って木材を切断するため。 この場合、木材の破壊強度は b となります。ck、MPa は式によって決定されます。

бck = Pマックス /b×l、

ここで P マックス - 最大荷重、N;

b、l - せん断面でのサンプルの厚さと長さ、mm。 繊維を横切って木材を切断するためのテストは、可動ナイフを使用してサンプルで実行されます。 この場合、MPaでの引張強度は次の式で決まります。

τ = Pマックス / 2×a×b、

ここで Pマックス - 最大荷重、N;

a と b は、サンプル セクションの寸法、mm (横方向) です。 試験結果が示すように、繊維に沿って切断した場合の木材の強度は、繊維に沿って削った場合の 4 倍になります。

試験で示されたように、木材の圧縮および引張における弾性率はほぼ同じで、湿度 12,3% の場合、松の場合は 14,6 GPa、オークの場合は 16,4 GPa、樺の場合は 12 GPa になります。 繊維全体の弾性率は繊維に沿った弾性率の約 20 ~ 25 分の 20 であり、半径方向の弾性率は接線方向よりも約 50 ~ XNUMX% 高くなります。

木材を試験する場合、弾性率も決定されます。

E = 3 × P × l / (64b × h3 × f)、

ここで、P は測定限界の上限と下限の差 N に等しい負荷です。

l - サポート間の距離(木材サンプルが配置されている)、mm;

bおよびh - サンプルの幅と高さ、mm;

f - 荷重の上限と下限でのたわみの算術平均値の差に等しいたわみ、mm。

6. 木材の技術的特性

技術的特性:衝撃強度、硬度、耐摩耗性、ネジ、釘、その他の留め具を保持する能力、および切削工具による機械加工性。

木材の衝撃強度 -これは、衝撃を受けたときに破壊することなく努力(作業)を吸収する能力です。 サンプルを破壊するために必要な作業量が多いほど、サンプルの粘度は高くなります。 衝撃強度は次の式で決まります。

A \ uXNUMXd Q / b x h、J / cm 2,

ここで、Q はサンプル J の破砕に費やされた仕事です。

b と h はサンプルの幅と高さです。

木材硬度 - これは、より硬い材料で作られた本体のへこみに耐える能力です。半径 r = = 5,64 mm、深さ 5,64 mm の半球状の先端を備えた鋼製パンチです。 この場合、荷重の終了時に、機械の力計スケールで荷重 P がカウントされ、試験後、木材に 100 mm の面積の痕跡が残ります。 2. サンプルの静的硬度は、次の式を使用して N/mm で決定されます。

H \uXNUMXd P / π×r2,

ここで、π×r2 - 半径rの半球を押し込んだときの木材の刻印の面積、mm。

テスト中にサンプルが割れた場合、パンチはより浅い深さ(2,82 mm)まで押し付けられ、硬度は次の式で決定されます。

H = 4P / (3π × r2).

すべての岩石は、端面の硬さに基づいて 40 つのグループに分類されます。 柔らかい - 硬さは XNUMX N/mm 2 以下、硬い - 41-80 N/mm 2 非常に硬い - 80 N/mm 以上 2.

耐摩耗性 木材は、研磨要素の表面やより固い物体の微細な粗さをこすったときに摩耗に抵抗する能力を特徴としています。 摩耗テストでは、床、階段、デッキに使用される木材の実際の摩耗プロセスを模倣する条件が作成されます。 研磨は専用の機械で行います。 この場合、摩耗指数 t は次の式に従って mm 単位で計算されます。

t = h × (m1 - NS2) / NS1,

ここで、h は摩耗前のサンプルの高さ、mm です。

m 1 そしてM 2 - それぞれ、試験前後のサンプルの質量 g.

釘やネジを引き抜く際の比抵抗は、次の式で決まります。

Рビート。 = Pマックス /l(N/mm)、

ここで Pマックス - 釘やネジを引き抜くときの最大負荷。

l は、釘を打ったり、ネジを締めたりする長さです。 留め具を保持する木材の能力は、その種類、密度、含水量によって異なります。 半径方向と接線方向に打たれた釘の引き抜き抵抗はほぼ同じですが、釘がサンプルの端に打ち込まれた場合よりも高くなります。

木の曲げる力 - ブナ、オーク、トネリコには最適ですが、針葉樹には最悪です。 木材の柔軟性を高めるため、曲げる前に蒸し、曲げた後に固定した状態で冷却・乾燥させることで安定した曲面形状が得られます。

木の割れる力 - これは、ウェッジに伝わる荷重の影響下で繊維に沿ってそれを分離するプロセスです。 これは、端近くに釘を打ち込んだり、スパイクやネジをねじ込んだりする場合には木材のマイナスの特性ですが、薪を割ったり、分割丸太を準備する場合にはプラスの特性になります。

LECTURE No. 5. 合金

1. 金属の構造

金属およびその合金 - 機械工学の主要な材料。 これらは主に内部構造により、多くの貴重な特性を持っています。 柔らかく延性のある金属または合金を硬く脆くすることもできますし、その逆も同様です。 金属の特性を意識的に変えるためには、その結晶構造の基本を知る必要があります。 知られているように、すべての物体は多数の原子で構成されており、それらの原子は凝集力によって結合され、平衡点付近で高周波で振動します。 異なる金属の原子は異なるため、各金属は独自の特定の特性を持っています。 これらの特性は、原子間の配置、結合の性質、原子間の距離によって決まります。 原子間の距離や並び順を変えると金属の性質も変わります。 樹脂、ガラス、ロジンなどの非晶質体では、原子がランダムに配置されています。 金属では、それらは特定の幾何学的秩序を保って結晶を形成しており、そのため金属は結晶固体です。 金属は、原子の配置順序が異なるだけでなく、結晶格子も異なります。結晶格子は、原子がノードに位置する基本セルで構成される仮想の空間グリッドです。

原子が密集した金属の次の結晶格子が区別されます。 立方体中心、立方面中心、六角形。 立方体の体心格子セルでは、原子は立方体の頂点と中心に位置します。 このような電池にはXNUMXつの原子(クロム、タングステン、バナジウム、モリブデン、リチウム、そして特定の温度では鉄やその他の金属)が含まれています。

面心立方格子のセルでは、原子は立方体の頂点と各平面の対角線の交点に配置されます。 このようなセルには、14 個の原子 (鉛、ニッケル、銅、金、銀、プレート、特定の温度の鉄、およびその他の金属) があります。

六角形の結晶格子のセルでは、原子はプリズムの六角形の底面の頂点と中心に位置し、17 つの原子はその中間面に位置します。このようなセルには XNUMX 個の原子 (マグネシウム、亜鉛、カドミウム) が含まれています。 、オスミウム、ベリリウム、その他の金属)。

特定の条件下では、鉄、チタン、ジルコニウム、ストロンチウム、コバルト、カルシウムなどの一部の金属は、あるタイプの結晶格子から別のタイプの結晶格子に再配置することができます。たとえば、体心立方体から面心立方体、さらには六角形に再配置することができます。 単位格子は、結晶格子の XNUMX つの要素、つまり XNUMX つのセルのみを表します。

実際の金属の結晶格子全体は、多数の繰り返し単位セルで構成されています。 結晶格子セルの原子間の距離、または単位格子を形成する平行な原子面間の距離は非常に重要です。 この距離が長くなるほど、金属の耐久性は低くなります。 それらの間の距離はオングストロームで測定されます - 1 A = 10 -8 cmまたはナノメートル - 1 A \u0,1d XNUMX nm。

実際には、鉄は銅よりも強く、銅はアルミニウムよりも強いことが知られています。

2. 金属および合金の結晶化と構造

原子の配置 - 結晶格子の種類 - 金属の自然な性質、結晶の形状、およびそれらのサイズは、液体から固体状態への金属の遷移のプロセスに依存します。 金属の凝固中の結晶形成のプロセスは呼ばれます 結晶。 金属の結晶化中に熱が放出され、金属が固体から液体状態に遷移するときに熱が吸収されます。 温度低下のプロセスの温度測定分割の助けを借りた観察

液体状態から固体状態への金属の遷移中に、それらは特定の規則性を確立することを可能にしました。 まず、温度が均等に下がります。 結晶形成の初期段階では、結晶格子の形成中に潜熱が放出されるため、温度の低下が止まり、金属が完全に凝固するまで温度は変化しません。 すべての金属が硬化した後、温度は再び下がり始めます。 水平領域に対応する温度は呼ばれます 致命的。 金属の結晶化は塩の結晶化と似ており、このプロセスは同時に起こる XNUMX つの基本プロセスで構成されます。 XNUMX つ目は結晶化中心または結晶核の形成であり、XNUMX つ目はこれらの中心からの結晶の成長です。

第1ステージ -金属結晶の核の出現。 第2期 - 金属が冷えるにつれて、ますます多くの液体金属原子が核に結合し、特定の順序でグループ化され、結晶格子の基本セルが形成されます。 このプロセスは、結晶化が終了するまで続きます。 さらに、凝固した金属の結晶は不規則で非常に多様な形状をしており、これは結晶化の条件によって説明されます。

結晶化の過程で、結晶の数が増加します-1 mm 3 1000個以上の結晶を形成することができます。 不規則な外形を持つ結晶は呼ばれます 微結晶、 または穀物。 純粋な金属は、機械工学や経済複合体の他の部門では比較的めったに使用されません。 より広く使用されているのは、XNUMX つ以上の元素 (銅と亜鉛などの XNUMX つの金属、または鉄と炭素などの金属と非金属) からなる合金です。 合金中の元素は コンポーネント。 結晶格子内の原子の配置に応じて、置換型固溶体と侵入型固溶体が区別されます。 置換型固溶体では、可溶性成分の原子は溶媒原子に置き換えられますが、侵入型固溶体では、溶媒原子は、結晶格子要素の最も弱い点で可溶性成分の原子の間に配置されます。

固溶体である合金には、貴重な特性があります。 それらはそれに含まれるコンポーネントよりも硬くて強いです。

一部の合金の成分は、結晶化中に化学結合に入り、化合物を形成することがあります。 化合物は非常に高い硬度と優れた電気抵抗を備えています。

3. 拡散および無拡散変換

下に 拡散 特定の金属の平均原子間距離を超える距離での結晶体内の原子の動きを理解します。 原子の動きが個々の体積の濃度の変化に関連していない場合、そのようなプロセスはと呼ばれます 自己拡散。 濃度変化を伴う拡散をいう ヘテロ拡散。 ヘテロ拡散が新しい相の形成を伴う場合、これは化学的および技術的処理中に最も頻繁に発生します。 反応拡散。

拡散プロセスは、各原子が多かれ少なかれランダムウォークを実行する原子メカニズムに基づいています。 金属の拡散変態は、さまざまな化学処理や熱処理中に発生します。 クロムメッキ、浸炭、アルティング (アルミ化)など

クロムめっき 鋼の耐熱性を 800 °C まで向上させ、真水や海水、酢酸やリン酸などの環境で高い耐食性を発揮し、低温や高温で耐浸食性を発揮します。

炭素を 0,3 ~ 0,4% 以上含む鋼のクロムめっきも、硬度と耐摩耗性を高めます。 クロムめっき中、拡散層はクロムの溶液から成ります? - 鉄、表面のクロム含有量は 25 ~ 50% です。

この工程では、CrClを使用した場合 2 次の反応が起こります。

CrCl 2 + Fe → FeCl 2 +Cr.

鋼の熱処理中に、 非拡散、 または 同素体、 二次結晶化の過程での変換。 特に、775%の炭素を含む鋼の+ 0,6°Cの温度で、同素変態が始まります。つまり、オーステナイト(炭素の固溶体(最大2,14%))からのフェライトの分離と、鉄。

フェライト - 少量の炭素 (最大 0,04%) およびその他の不純物の固溶体? - グランド - 柔らかくプラスチック製で強度が不十分な構造コンポーネント。 フェライトには無視できる量の炭素が含まれているため、フェライトが放出されると、残りのオーステナイトは徐々に炭素が豊富になります。 残留オーステナイトの炭素濃度が 0,8% に達すると、+727 °C の温度では 0,6% の炭素を含む鋼にフェライトとオーステナイトが含まれ、+727 °C 未満の温度ではフェライトとパーライト、およびフェライト - パーライト構造が含まれます。鋼をさらに室温まで冷却しても、大きな変化はなく変化しません。 同様の変態は、すべての亜共析鋼 (炭素含有量が 0,8% 未満) の特徴です。 唯一の違いは、フェライトが沈殿し始める温度です。 さらに、鋼に 0,8% の炭素が含まれている場合、その二次結晶化は一定温度 (+727 °C) で発生し、パーライトの形成という XNUMX つのプロセスだけを伴います。 これは、この場合、鋼中の炭素含有量が共析組成、つまり液体合金から同時に放出される結晶の機械的混合物に対応するという事実によって説明されます。 これにより、合金の細粒構造が形成されます。

4. 合金の分類。 鉄およびその合金

鋼と鋳鉄 - 機械工学の基礎資料。 それらは、エンジニアリングで使用されるすべての合金の 95% を占めています。

スチール は、鉄と炭素および最大2,14%の炭素を含むその他の元素との合金です。 カーボン - 鋼の最も重要な不純物。 鋼の強度、硬度、および延性は、その含有量によって異なります。 鉄と炭素に加えて、鋼にはケイ素、マンガン、硫黄、リンが含まれています。 これらの不純物は、製錬プロセス中に鋼に入り、避けられない仲間です。

鋳鉄 - 鉄ベースの合金。 鋳鉄と鋼の違いは、炭素含有量が 2,14% 以上多いことです。 最も普及しているのは、3 ~ 3,5% の炭素を含む鋳鉄です。 鋳鉄には鋼と同じ不純物、つまりシリコン、マンガン、硫黄、リンが含まれています。 すべての炭素が鉄と化学結合している鋳鉄は(破壊の種類により)白と呼ばれ、炭素のすべてまたは大部分が黒鉛である鋳鉄は灰色と呼ばれます。 白鋳鉄には、常にもう 4,3 つの構造成分、レデブライトが含まれています。 これは共晶、つまり結晶化プロセス中に得られるオーステナイト粒子とセメンタイト粒子の均一な機械的混合物であり、1147% の炭素を含んでいます。 レデブライトは +XNUMX °C の温度で形成されます。

フェライト -少量の炭素(最大0,04%)とその他の不純物の固溶体? - 鉄。 実質的に純鉄です。 セメンタイト - 鉄と炭素の化合物 - 炭化鉄。

パーライト - フェライトとセメンタイトの合金における均一な機械的混合。 この混合物は、エッチング中のセクションがマザーオブパールの色合いを持っているため、そのような名前が付けられました。 パーライトは二次結晶化の過程で形成されるため、共析と呼ばれます。 +727 °C の温度で形成されます。 0,8%の炭素が含まれています。

パーライトにはXNUMX種類あります。 その中のセメンタイトが板状の場合はラメラと呼ばれますが、セメンタイトが粒子の場合はパーライトが粒状と呼ばれます。 顕微鏡下では、セメンタイト プレートは非常に硬く、よく研磨され、柔らかいフェライト プレートよりも酸でエッチングされたときに腐食しにくいため、光沢があります。

鉄-炭素合金が特定の温度に加熱されると、α-鉄からν-鉄への同素変態が起こり、構造成分が形成されます。 オーステナイト。

オーステナイト ν - 鉄中の炭素 (最大 2,14%) およびその他の不純物の固溶体です。 カーボン能力

鉄への溶解度は温度によって異なります。 +727 °C の温度では、ν - 鉄は 0,8% を超える炭素を溶解できません。 同じ温度では、オーステナイトが分解してパーライトを形成します。 オーステナイトは柔らかい構造成分です。 優れた可塑性を特徴とし、磁性を持ちません。

鉄 - 炭素合金の構造成分を研究すると、室温では常に、合金を強化する軟質延性フェライトと硬質セメンタイトのXNUMXつの構造要素で構成されていることがわかりました。

5. 合金の状態図

合金は、ほとんどの金属を互いに組み合わせたり、非金属と組み合わせることによって得ることができます。 合金の状態図は、化学組成と温度に応じて合金で発生する変換を視覚的に表したものです。

合金の状態図を作成する場合、合金の化学組成または濃度をパーセンテージで横軸に示します。 これを行うには、一定の長さの水平線を1個の同一の部分に分割し、各分割を合金成分のXNUMX%と見なします。

米。 5.鉛アンチモン(Pb-Sb)系の合金状態図

点 A は純鉛に対応し、点 B は純アンチモンに対応します。 温度は、特定の目盛で y 軸に示されます。 合金の状態図を作成するには、まず、同じ元素で異なる濃度の合金の一連の冷却曲線を作成します。

これらの曲線に基づいて、図が作成されます。 凝固中にその成分が機械的混合物のみを形成する合金は、最初のグループに属します。 これらの合金の状態図は、条件付きで第XNUMX種の状態図と呼ばれます。 凝固中に固溶体のみを形成する合金の状態図は、第XNUMX種の状態図と呼ばれます。 第XNUMX種の図で最も一般的なのは、鉛とアンチモンの合金です。

Pb-Sb 合金の状態図 (第 XNUMX 種) の作成:

1) 亜共晶合金の冷却曲線;

2) Pb-Sb 合金の状態図。

3) 過共晶合金の冷却曲線。 この図は、XNUMX 種類の鉛アンチモン合金について作成されています。

1) 5% のアンチモンおよび 95% の鉛;

2)10%のアンチモンと90%の鉛。

3)20%のアンチモンと80%の鉛。

4)40%のアンチモンと60%の鉛。

5) アンチモン80%、鉛20%。

みんなXNUMXつ持ってる 臨界温度: 上と下。 これらの合金の結晶化プロセスを研究すると、上限臨界温度は合金の凝固の開始に対応し、下限臨界温度は凝固の終了に対応することがわかります。 したがって、Pb-Sb 合金の結晶化プロセスは、純粋な金属の結晶化とは大きく異なります。 合金は一定の温度範囲で結晶化しますが、純粋な金属は一定の温度で結晶化します。

液体合金から同時に放出される結晶の機械的混合物は、 共晶 (ギリシャ語からの翻訳 - 「よくできた」)。 この濃度の合金は呼ばれます 共晶。 図の DIA ラインは 液相線 (ギリシャ語から翻訳 - 「液体」)。 この線を超えると、鉛アンチモン合金は液体状態になります。 DSVEラインはラインと名付けられました ソリダス (ギリシャ語からの翻訳 - 「固体」)、または共晶線。 ポイント C は共晶の組成を示します。 この点の左側にある合金は呼ばれます 亜共晶、 彼女の右に 過共晶。 亜共晶合金の構造には、共晶に加えて、常に一定量の鉛があり、過共晶合金には、共晶に加えてアンチモンがあります。

LECTURE No. 6. 金属の機械的性質

1. 変形と破壊

アプリケーション呼び出しのロード 変形。 最初の瞬間に、相(構造)変化を伴わない場合、荷重は弾性(可逆)変形のみを引き起こします。 特定の応力に達すると、変形は (部分的に) 不可逆的になります (塑性変形) 一方で、金属の構造とその結果、その特性も不可逆的に変化します. 応力に対する変形の依存性は、いわゆる張力図によって表されます. 条件付きストレス:

σ=P/F0(kgf/mm2)、

ここで、P は力です。

F0 - 初期断面、および横軸 - 相対変形:

ε = Δl / l、

ここで、Δl は長さの増分です。

l - 初期の長さ。

傾斜角の正接は直線です:tg α \uXNUMXd σ / ε \uXNUMXd E - 通常の弾性率(kgf / mm) 2) - 材料の剛性(弾性変形に対する抵抗)を特徴付けます。これは、金属の融解温度の最初の近似に応じて、原子間相互作用の力によって決定されます。 合金化と熱処理は融点にほとんど影響を与えないため、通常の弾性率は構造的に影響を受けない特性と見なすことができます。 すべての鋼について E ≈ 2 × 10 4 kgf/mm 2、およびアルミニウム合金の場合 E ~ 0,7 × 10 4 kgf/mm 2.

ε と σ の間の比例関係が破られる条件付き応力は、弾性限界 (または比例限界) です。

技術的な目的(弾性要素を除く)では、比例からのわずかな逸脱は重要であるとは見なされず、通常、永久的な不可逆変形εのときに塑性変形が発生すると見なされます。pl. 0,2%になります。 = 0,2% と呼ばれる条件付き電圧 降伏強さ (図上 - σ0,2)、小さな塑性変形に対する材料の耐性を特徴付けます。 真の応力は、サンプルが最終的に破壊される点 Z で最大値に達します。 高強度・低塑性材料用 σВ > 150kgf/mm 2、破裂 (破壊) の時点での相対的な狭窄 ψ (狭窄の変化) は 40% 未満であり、ψ は次の式によって決定されます。

ψ = (Fо -Fх)Fо,

Fгде 0 - 破壊前のサンプルのセクション;

Fx - 最大変形時の断面。

破壊 と呼ばれる XNUMX つのタイプがあります。 "分離" (repture) と "破壊" (休暇)。 分離は、可塑性の高い材料 (通常、これらは高純度の金属) に典型的であり、ポイントに到達した後の変形は ? В 破面を形成することなく 100% 狭小化します。 他のすべての場合では、狭窄は特定の値に達し、その後、破面の形成によりサンプルが破壊されます。

米。 6. 引き裂かれたサンプルの種類: a - 分離。 b - 予備的な塑性変形を伴う破損。 c - 予備的な塑性変形を伴わない破壊。

破壊プロセスの前には、弾性変形と塑性変形があります。

2. 金属の機械的性質

機械的性質 金属は、次の特性によって決定されます。 弾性限界 σТ、降伏強度 σЕ、引張強度相対伸びσ、相対狭小化ψおよび弾性率E、衝撃強度、耐久限界、耐摩耗性。

硬度、 最も単純な非破壊法によって決定され、主に炭素含有量と鋼の熱処理条件に依存します。 強度の概算には、次の関係を使用できます。σВ = HB/3。

運転中の機械のすべての金属部品は、スムーズに、徐々に (静的に) または瞬時に (動的に) 実行されるさまざまな外部負荷にさらされます。 部品に作用する外部荷重は、形状を変化させます。 変形 金属および合金で作られた材料が、外力の作用の終了後に元の形状を取る特性は、と呼ばれます 弾性、 荷重を取り除いた後に消える変形を 弾性。 金属部品に多大な労力を費やし、その作用が終了した後、元の形状をとらずに変形したままである場合、そのような変形はと呼ばれます。 プラスチック。 外部荷重の影響下で崩壊することなく変形し、力の終了後に変化した形状を保持する金属材料および部品の能力と呼ばれます 可塑性。 塑性変形できない金属で作られた材料は呼ばれます 壊れやすい。

弾性と可塑性とともに、金属でできた材料と部品の重要な特性は、 強度 金属部品または工具は、動作条件に応じて、強度、弾性、延性などの特定の機械的特性を備えている必要があります。

機械の金属部品は、長時間の使用で 再可変荷重 (ストレッチ - 圧縮)。 応力が降伏強度または弾性限界を下回ると、突然故障する可能性があります。 この現象を 金属疲労。 耐久限界 (疲労) は、材料や金属部品が十分に多くの変動荷重 (サイクル) を繰り返した場合に、破損することなく耐えることができる最大応力です。

鋼サンプルの場合、この特性は 10 万サイクル、非鉄金属の場合は 100 億サイクルに設定されます。 忍耐の限界はギリシャ文字で示されているのでしょうか? -1 Paで測定されます。

稼働中、多くの機械部品は 1000 ℃ 以上の高温に加熱されます。 このような部品の重要な特性は、 耐熱性 - 高温で必要な強度を維持する金属および合金製の材料の能力。 高温負荷下で長時間動作する金属や合金では、現象があります 忍び寄る、 つまり、一定の負荷がかかった状態での連続的な塑性変形 (金属の「クリープ」)。

3. 金属および合金の強化方法

金属や合金の表面硬化は、多くの産業、特に現代工学で広く使用されています。 十分な延性コアを維持しながら、表層の高い硬度と耐摩耗性を得ることを可能にし、耐久性と疲労強度を向上させます。 いくつかの表面硬化方法は生産性が高いです。 場合によっては、従来の熱処理方法の代わりに非常に効率的に使用されます。 多数の部品があり、その金属の表面層の特性は、内部層の特性以外の要件に従います。 例えば、歯車の歯は動作時に強い摩擦を受けるため、高い硬度が求められますが、衝撃や衝撃で歯がつぶれないように、硬度は低く、靭性に優れている必要があります。 したがって、歯車の歯は表面が硬く、芯が粘り気のあるものでなければなりません。

金属や合金の表面層を硬化させる最も一般的な方法は、 表面硬化、 部品表層の一部のみが高硬​​度となる。 残りは硬化せず、硬化前の構造と特性を保持します。 現在、高周波電流による誘導加熱による表面硬化が最も広く使用されています。 この高性能な進歩的な熱処理方法は、降伏強度、疲労、硬度などの鋼の機械的特性を向上させ、脱炭の可能性を排除し、製品の表面の酸化と変形のリスクを軽減します。

複雑な形状、帯鋸、切削工具(フライス、ドリル)、てこ、車軸などの細部にパルス表面硬化処理を施しています。 これを行うために、部品の硬化部分は、硬化のためにこの材料の従来の加熱温度を超える温度に加熱され、その後、冷却を使用せずに部品質量の残りの部分への熱除去により高速で冷却されます。メディア。 インパルス硬化の結果として、硬化した「白い」層が得られます。これは、450°Cの温度まで焼戻ししても安定し、きめの細かい構造、高い硬度、耐摩耗性を備えています。

LECTURE No. 7. 鉄-炭素合金

1. 鉄セメンタイトの模式図

鉄-セメンタイト図は、最大 6,67% の炭素を含む鉄-炭素合金の状態をカバーしています。

米。 7.鉄-炭素合金の状態図(実線-Fe-Fe系) 3 C; 破線 - Fe-C系)

炭素鋼 - これらは最大 2,14% の炭素を含む鉄合金です。 最大 0,8% の炭素を含む鋼は亜共析と呼ばれ、炭素 0,8% - ユーテクトイド、 0,8~2,14%超 - 過共析。 白鋳鉄 - これらは 2,14 ~ 6,67% の炭素を含む鉄合金です。

炭素含有量が 2,14 ~ 4,3% の白鋳鉄は亜共晶と呼ばれ、4,3 ~ 6,67% の場合は過共晶と呼ばれます。 鉄セメンタイトの図は、一次および二次結晶化中のこの合金の状態を示しています。 これらのプロセスは、ACB 曲線と AECF 曲線によって特徴付けられます。

DIA曲線-線 液相線 - 鉄と炭素の合金の凝固が始まる温度を表示します。 AECF 曲線 - 直線 ソリダス - 結晶化プロセスが終了する温度に対応します。 AEラインは鋼を指し、ACFラインは白鋳鉄を指します。 点 A は純鉄の融点 - +1539 °C、点 B - セメンタイトの融点 - +1600 °C を特徴付けます。 点 E は、高温でオーステナイトに溶解できる炭素の最大量に対応します。 点 C は共晶の組成を示し、合金中の炭素含有量 4,3% に相当します。 共晶形成温度は +1147 °C です。 ECFラインは次のように呼ばれます。 共晶、 CF ライン (過共晶鋳鉄) では、共晶に対して過剰な成分、つまりセメンタイトが液体合金から分離します。 セメンタイトは一次結晶化の際に形成されるため、初晶と呼ばれます。 CFラインに共晶が現れる - レデブライト。 その結果、一次結晶化の結果として、過共晶鋳鉄は一次セメンタイトとレデブライトで構成されます。

ECF ライン (+1147 °C) は 共晶、 オーステナイトとセメンタイトの機械的混合物(レデブライト)の形成がその上で発生するためです。 レデブライトは共晶組成を持っているため、結晶化は +1147 °C の一定温度で発生します。 一次結晶化の結果、鋼は良好な延性と靭性を特徴とするオーステナイト構造を獲得します。 したがって、このような鋼は高温での圧力処理に適しています。 白鋳鉄には脆くて硬いレデブライトが含まれているため、高温でも圧力による加工ができません。 図上の PSK 線は温度を表します。 二次結晶化のプロセスが完了した時点で。 図に示されている鋼の場合、この温度は +727 °C です。 +727 °C 未満の温度では、鋼に重大な変態は観察されません。+727 °C で得られた構造は、合金をさらに冷却しても (室温まで) 保存されます。 PSK ラインは次のように呼ばれます。 共析。 ダイアグラムのポイント S は、共析の組成に対応します - パーライト。

2.鋼:分類、自動鋼

鋼は、機械工学、建設、およびその他の産業の材料基盤として機能します。 鋼は、シートおよびプロファイル製品を製造するための主要な原材料です。

製法別 鋼は、ベッセマー、転炉(酸素パージ付き)、平炉、電気鋼、るつぼ、および濃縮鉱石(ペレット)からの直接還元によって得られる鋼に分けられます。 化学組成による - カーボンおよび合金用。 予約制 - 特別な特性を持つ構造、ツール、自動および鋼について。

鋼には常にさまざまな不純物が含まれています。 有害な不純物が少ないほど、鋼の品質は高くなります。 品質に応じて、鋼は区別されます 通常の品質、高品質、高品質、超高品質。

通常の品質の炭素鋼は、最も安価で広く使用されています。

目的に応じて、普通品質の炭素鋼は 1 つのグループに分類されます。A - 機械的性質によって提供され、B - 化学組成によって提供され、C - 機械的性質と化学組成によって提供されます。 標準化された指標(強度特性、化学組成)に応じて、各グループの鋼はグループA - 2、3、1のカテゴリーに分類されます。 グループB - 2、1; グループB - 2、3、4、5、6、XNUMX位。

グループ A には、St 0、St 1 kp、St 1 ps などから ST vsp までのグレードの鋼が含まれます。 「St」の文字は「鋼」を意味し、0から6までの数字はブランドの条件番号であり、鋼の機械的特性を特徴付けます。 等級番号が大きくなるにつれて、引張強さσは大きくなりますВ および降伏強度 σТ そして相対伸びは減少します。 脱酸の程度を示すために、ブランド番号の後に指数が付けられます: kp - 沸騰、ps - 半静穏、sp - 静穏 (例: St 3 kp、St 3 ps、St 3 sp)。

グループ B には、Bst 0、Bst 1 kp、Bst 6 kp までの等級の鋼が含まれます。 グループ B 鋼には 1 つのカテゴリがあります。 最初のカテゴリには、炭素、マンガン、シリコン、リン、硫黄、ヒ素、窒素などの化学元素を含むすべての等級の鋼が含まれます。 6 番目のカテゴリには、クロム、ニッケル、銅を含む BST XNUMX から BST XNUMX までの鋼種が含まれます。

グループ B には、鋼の等級 VST 1、VST 2、VST 3、VST 4、および VST 5 が含まれます。等級に追加されるインデックス ps、sp、および kp は、鋼の脱酸の程度を示します。たとえば、VST 3 sp、VST 3 gps などです。 . 数字の後の「g」はマンガンの含有量が多いことを示します。

自動化された金属切削工作機械のために、冶金産業は、脆く、容易に下降し、容易に除去される切りくずを形成できる特別な快削鋼を製造しています。 被削性を高めた鋼です。 このような鋼の高い機械加工性は、硫黄とリンの含有量を増やすこと(最大0,35%)、および鉛の導入(最大0,35%)によって達成されます。

自動鋼は、大規模および大量生産で使用されます。 車やトラクターの重要でない部品(ファスナー、車軸、ブッシングなど)はそれらから作られています。

3. 鋳鉄: 白、灰色、高強度、可鍛性

鋳鉄 -高炉での製錬による鉄鉱石の処理の主な製品。 炭素のどの部分が構造的に自由な状態にあるかに応じて、鋳鉄の構造にはさまざまな成分が存在する可能性があります。 これはまた鋳鉄の名前を決定します:白、灰色、高強度、可鍛性。

鋳鉄は最も一般的な鉄炭素鋳造材料で、2% 以上の炭素、最大 4,5% のシリコン、最大 1,5% のマンガン、最大 1,8% のリン、および最大 0,08% の硫黄を含みます。 鋳鉄は鋳造性に優れているため、鋳物工場の構造材料として広く使用されています。 滑り軸受は摩擦係数の低い鋳鉄製です。

白鋳鉄 炭化鉄 Fe の形態の炭素と鉄の合金です。 3 C、つまり炭素は化合物 - セメンタイトの形で結合した状態にあります。 白鋳鉄の炭素含有量は 2,14 ~ 6,67% の範囲であり、白鋳鉄の一次構造にはレデブライト、オーステナイト、および一次セメンタイトが含まれる場合があります。 さらに、白色亜共晶鋳鉄の微細構造には、室温でパーライト、二次セメンタイト、レデブライトが含まれます。 炭素含有量が 2,14 ~ 4,3% の白鋳鉄は亜共晶、4,3% で共晶、4,3 ~ 6,67% で過共晶と呼ばれます。

ねずみ鋳鉄 機械工学で広く使用されています。 鋳鉄の構造中にグラファイトの形で遊離炭素が存在するため、破面が灰色になることからこの名前が付けられました。 冶金業界では、10 等級のねずみ鋳鉄が製造されています。SCh 15 - 強度特性が必須ではない部品の製造に使用されます - 遮断弁 (バルブ、バルブ、ゲートバルブ)、フライパン、蓋など。 SCh 18、SCh XNUMX - レバー、プーリー、フランジ、スプロケット、および低負荷ハウジング部品はそれらから作られています。

ダクタイル鋳鉄 鋳型に流し込む前に、液状ねずみ鋳鉄にマグネシウムを最大0,9%、セリウムを最大0,05%導入することで得られます。

ダクタイル鋳鉄は、炭素とシリコンの含有量が高く、マンガンの含有量が低いです。 この鋳鉄は、鋼と鋳鉄の貴重な特性を組み合わせています。 ブランドの名称には XNUMX つの数字が含まれています。XNUMX つ目は引張強度を示し、XNUMX つ目は相対伸びを示します。

全部で XNUMX 等級の高強度鋳鉄が製造されます。

例: HF 38-17、HF 42-12、HF 45-5、HF 50-7、HF 100-2、HF 120-2。 ダクタイル鋳鉄は、成形部品、機械本体やベッド、スリーブ、シリンダー、ギアなど、多くの部品の製造に使用されます。

ダクタイル鋳鉄の11グレードをリリース、高強度と同じ原理でマーキング。 ダクタイル鋳鉄は、フェライト、パーライト、およびフェリチル-パーライト金属ベースを持つことができます。

フェライト系鋳鉄 KCh 35-10 および KCh 37-12 は、クランクケース、ギアボックス、ハブなどの高い動的および静的荷重下で動作する部品の製造に使用され、鋳鉄グレード KCh 30-6 および KCh 33-8 - それほど重要ではない部品の製造用 - クランプ、ナット、バルブ、パッドなど。

LECTURE No. 8. 金属の加工方法

1. 鋼の変態、組織、特性に及ぼす合金成分の影響

鋼に導入された合金成分または元素は、鉄-炭素合金中の炭素との相互作用に応じて、炭化物形成と非炭化物形成に分けられます。 前者には、マンガン、クロム、モリブデンなど、鉄の左側にある元素の周期系にあるすべての元素が含まれます。鉄の右側には、炭化物を形成しない元素 - コバルト、ニッケルなどがあります。

XNUMX 番目の合金元素は、XNUMX 番目の合金元素と同様に、α 鉄または ν 鉄に溶解しますが、これらの鉄相中の炭化物形成元素の含有量は鋼に導入される含有量よりも少なくなります。炭素。 この場合、α相およびν相における合金元素の溶解により、結晶格子の周期が変化する。 原子半径が大きい元素 (W、Mo など) は増加し、原子半径が小さい元素 (Si) は減少します。

原子サイズが近い場合(Mn、Ni、Cr)、結晶格子の周期はわずかに変化します。 研究によると、フェライトの強度はその格子周期に比例して変化します。 合金鋼の炭化物は、XNUMXつまたは別の化合物に基づく固溶体です:Fe 3 C、Fe 3 Mo 3 C、Fe 3 W 3 C等

合金鋼では、炭化物のXNUMXつのグループが区別されます:グループI-M 3 CM 23 C 6M 7 C 3 そしてM 6 C およびグループ II - MC、M 2 C (M - 合金成分 - 元素)。 グループ I 炭化物は複雑な結晶格子を持ち、適切に加熱すると、オーステナイトによく溶けます。 グループ II カーバイドは単純な結晶格子を持っていますが、オーステナイトに部分的にしか溶解せず、非常に高い温度でも溶解します。

非炭化物形成元素 (合金) は、フェライトに固溶した形で合金鋼に含まれます。 炭化物を形成する合金元素は、さまざまな構造状態をとることができます。フェライトまたはセメンタイト (FeCr) に溶解することができます。 3 C または独立した構造成分の形で存在します - 特殊炭化物: WC、MoC など。鋼構造中の炭化物形成元素の位置は、導入される合金元素の量と炭素含有量によって異なります。 フェライトに溶解した合金元素はその結晶格子を歪めます。 鋼の熱伝導率と電気伝導率を低下させます。 合金元素の炭化物は、非常に高い硬度 (70 ~ 75 HRC) と耐摩耗性が特徴ですが、顕著な脆性を持っています。 これらは工具鋼の製造において非常に重要な役割を果たします。

研究が示しているように、一定量の合金元素が鋼の特定のセクションに対応している必要があります。そうしないと、切断、溶接性などの技術的特性が悪化します。脆性温度は、延性から脆性破壊への金属の遷移温度です。逆に)。

2. 熱処理の理論

熱処理の目的は、加熱と冷却により、構造の不可逆的な変化による特性の不可逆的な変化を引き起こすことです。 あらゆる種類の熱処理は通常、温度と時間の座標で表されます。

実際、熱処理は、温度を除いて、他の影響を与えません。

鋼の熱処理中に、次の主な変換が発生します。

1)パーライトからオーステナイトへの変態。これは、Acポイントより上に加熱すると発生します。1 :

鉄+鉄3 C → Fev (C) または P - A;

米。 8. 熱処理スケジュール: τн -加熱時間、τв - 露出時間、τ0 - 冷却時間; t マックス - 最高温度; tイスト は、特定の温度での真の冷却速度、v = t マックス - 平均冷却速度

2) からの徐冷中にオーステナイトからパーライトへの変態が起こる? - エリア:

Fev(C) → Fea(C) + Fe 3 C または A → P;

3)オーステナイトからマルテンサイトへの変態。 -エリア:

Fev (C) → Fea (C) または A → M;

4) 加熱中のマルテンサイトの変態 (焼き戻し):

Fea(C)→Fea+Fe3 CまたはM→P。

熱処理中に鋼に起こる構造変化の説明は、同時に熱処理の理論でもあります。

パーライトからオーステナイトへの変態は、多くの熱処理で必要なステップです。

米。 9. パーライト (P) のオーステナイトへの等温変態の図

炭素含有量 (A) 0,8% の鋼。 Ac値以上に加熱すると、パーライトからオーステナイトへの変態が実現 1、そして温度が上昇するにつれて、それは継続的に加速します。 異なる速度で連続的に加熱すると、光線 v1 そしてv2 変換は点 a' (a') で開始し、点 b' (b') で終了します。この点が高いほど、加熱速度が大きくなります。 この点に関して、炭化物の完全な溶解およびオーステナイトの均質化を含むパーライトのオーステナイトへの完全な変態を引き起こすために、加熱が速くなればなるほど、鋼の加熱温度はより高くなければならない。

点 a'b' (a "b") の間の区間では、変態はさまざまな速度で進行しますが、区間のほぼ中央で、変態は強い熱吸収を伴って進行し、非常に急速に熱を吸収します。加熱曲線. これは通常、実験的に決定された変態温度 Ac です。1.

初期のパーライト構造では、多くの中心からオーステナイトが形成され、パーライトからオーステナイトへの変態が完了した直後に、細粒オーステナイトが形成されます。

さらに加熱すると、次のメカニズムのいずれかに従って実行されるオーステナイト粒子の成長につながります。小さな粒子を大きな粒子に結合することによって、粒界の移動によって。 合体プロセスは、移行 (> +900 °C) よりも低い温度 (+1000 から +1100 °C) で行われますが、分離した大きな粒子、つまり不等粒度が形成されます。

熱処理中、鋼の機械的特性は非常に広い範囲で変化する可能性があります。 したがって、たとえば、0,8%の炭素を含む鋼の硬度は、このような処理の後、160〜600MVに増加します。

3. オーステナイトの等温変態の図

図上。 図10は、0.8%炭素を含有する鋼におけるオーステナイトの等温変態の図を示す。

温度は y 軸に沿ってプロットされます。 横軸は時間です。

米。 10. 0,8% 炭素を含む鋼のオーステナイトの等温変態の図

オーステナイトの等温変態を研究するために、小さな鋼サンプルを安定したオーステナイトの存在に対応する温度、つまり臨界点以上に加熱し、その後急速に冷却します。たとえば、+700、+600、+500、+400、 +300 ° C など d.、および保持

オーステナイトが完全に分解するまでこれらの温度に保ちます。 共析鋼のオーステナイトの等温変態は、+727 ~ +250 °C (マルテンサイト変態の開始温度 - Mn) の温度範囲で発生します。 この図には 700 つの C 字型曲線が示されています。 曲線 I は過冷却オーステナイトの変態の開始時間を示し、曲線 II は変態の終了時間を示します。 オーステナイトの分解が始まる前の期間はインキュベーションと呼ばれます。 +650 °C では、オーステナイトの変態が点 a で始まり、点 b で終了します。このプロセスの結果、パーライトが形成されます。 +XNUMX °C の温度では、点 a の間でオーステナイトの分解が発生します。1 そしてb1 。 この場合、フェライトとセメンタイトの薄い(分散した)機械的混合物であるソルビトールが形成されます。 ソルビトール構造が優勢な鋼の硬度は 30 ~ 40 HRC です。 この鋼は高い強度と延性を持っています。 オーステナイトの安定性は過冷却度に大きく依存します。 オーステナイトは +550 °C に近い温度で安定性が最も低くなります。 共析鋼の場合、+ 550 ~ +560 °C の温度でのオーステナイトの安定時間は約 1 秒です。 +550 °C の温度から遠ざかるにつれて、オーステナイトの安定性は増加します。 +700 °C での安定時間は 10 秒、+300 °C では約 1 分です。 鋼が +550 °C に冷却されると (分解の開始点と終了点 - a)2 そしてb2 それぞれ - 図中)オーステナイトはフェライトとセメンタイトの混合物であるトルースタイトに変わります。これは成分の高度な分散がパーライトやソルバイトとは異なり、硬度(40-50 HRC)、強度、適度な粘性、延性が増加します。 。 +550 °C 未満の温度では、オーステナイトの中間変態 (パーライトよりも低くマルテンサイト変態よりも高い温度範囲) の結果として、炭素飽和フェライトと炭素飽和フェライトの混合物からなるベイナイト構造が形成されます。炭化物(セメンタイト)。 ゆっくりと冷却すると、オーステナイトはパーライトに変態し、高い冷却速度では、過冷却されたオーステナイトは完全にソルビトールに変態します。 さらに高い冷却速度では、新しい構造、トルースタイトが形成されます。 最高の冷却速度では、マルテンサイトのみが形成されます。つまり、炭素の過飽和固溶体が形成されます。 - 腺。 オーステナイトからマルテンサイトのみが生成する冷却速度を臨界焼入れ速度といいます。 マルテンサイトとともに室温で鋼組織中に残るオーステナイトを残留といいます。 焼入れ高合金鋼には残留オーステナイトが大量に含まれていますが、低炭素鋼にはほとんど残留オーステナイトが含まれていません。

4. 熱処理の種類と種類:焼きなまし、焼き入れ、焼き戻し、焼きならし

金属や合金、およびそれらから作られた製品の熱処理は、構造の不可逆的な変化による特性の不可逆的な変化を引き起こすために使用されます。

熱処理 次のタイプに分けられます。 適切な熱、化学熱 и 変形熱。 熱処理自体には温度以外の影響はありません。 加熱中に、環境との相互作用の結果として金属(合金)の組成(その表面層)が変化する場合、そのような熱処理はと呼ばれます。 化学熱(CTO)、 そして、温度効果とともに変形も生じ、それに対応して構造の変化に寄与する場合、そのような熱処理はと呼ばれます 変形熱。 次に、変形熱処理は、サーモメカニカル(TMT)、メカノサーマル(MTO)などに分けられます。

変形熱処理は、相変態の性質や変形の仕方によって種類が分かれます。

実際の熱処理は、第XNUMX種焼鈍、第XNUMX種焼鈍、多形変態を伴う硬化と多形変態を伴わない硬化、焼戻し、焼きならしに分けられます。

アニーリング 一般に、これは金属を最初に特定の温度まで加熱し、その温度で指定された時間維持した後、ゆっくりと冷却する熱処理プロセスであり、通常は炉を使用します。 最初の種類のアニーリングは、前の処理 (硬化を除く) の結果として不安定な状態になった金属を加熱して、金属をより安定した状態にすることです。 主なサブタイプ: 均質化焼鈍、再結晶焼鈍、内部応力を緩和するための焼鈍。 XNUMX 番目のタイプの焼きなましでは、合金の安定した構造状態を得るために変態温度以上に加熱し、その後ゆっくりと冷却します。

多形変態を伴う硬化 - 多形変態温度を超えて加熱し、その後構造的に不安定な状態を得るために十分に急速に冷却します。 多形変化を伴わない硬化 - 構造変化を引き起こす温度まで加熱し(多くの場合、過剰相を溶解するため)、その後急速に冷却して構造的に不安定な状態 - 過飽和固溶体を取得します。 休暇 焼入れ鋼を臨界点Ac以下に加熱する熱処理工程と呼ばれる1、一定時間熟成させた後、冷却します。

正規化 - 熱処理の一種 焼きならし中、鋼は上限臨界温度より 30 ~ 50 °C 高い温度に加熱され、必要な時間保持された後、静止空気中で冷却されて薄層パーライト構造が得られます。 ノーマライゼーションは、冷却が速いという点でアニーリングとは異なります。

5. 表面硬化

表面的な このような硬化は、鋼または合金の表層の一部のみが高い硬度を獲得することと呼ばれます。 他の加熱硬化方法とは異なります。

この処理により、製品の表層のみが硬化温度まで加熱されます。 また、急冷時にはこの層のみが急冷されます。 残りは硬化せず、硬化前の構造と特性を保持します。 現在、高周波電流による誘導加熱による表面硬化が最も広く使用されています。 この熱処理方法は、硬化プロセスの包括的な機械化と自動化の前提条件を作成します。

金属の誘導加熱は、渦電流を誘導することで製品の表層に集中し、一定の深さまで加熱します。 高周波電流による加熱時間は非常に短く、数秒で計算されます。 小さな製品を硬化させる際には、表面全体を加熱および冷却します。 かなりの長さの製品の硬化は、連続逐次加熱によって実行されます。 冷却には水を使用します。

単一および小規模生産における大型製品の表面硬化、および修理作業中は、火炎による加熱が使用されます。ほとんどの場合、温度は+3150°Cのオキシアセチレンを使用します。 この硬化方法では、硬化層の厚さは2~5mmで、硬度は従来の硬化と同じです。

確立された技術プロセスによる大規模かつ大量生産において、例えば、キャタピラトラクターの駆動輪など、特定のグレードの鋼材から同じ製品を長期間製造する場合、電解液による表面硬化が使用されます - a 14-ソーダ灰の16%水溶液。 硬化する製品は直流発電機の陰極に接続され、電解液の槽に入れられます。

所定の深さまで浸された製品は数秒で加熱され、その後電流がオフになります。 原則として、同じ電解質が冷却媒体でもあります。

加熱すると、電解質内で電解および電気浸食プロセスが発生し、製品の加熱された表面から熱伝達を損なう酸化膜が除去されます。 電解液内の加熱速度は最大 + 150 °C/秒です。

パルス表面硬化の方法もあります。 それにより、パルスモードで動作する高周波発生器、コンデンサ、スポット溶接用の機器、またはレーザー設備が使用されます。 このような硬化により、変形や亀裂をなくし、部品の耐食性を高め、場合によっては合金鋼を炭素鋼に置き換えることができます。

上記の表面硬化方法に加えて、流動媒体での表面硬化が使用されます。 流動媒体(「流動層」)は、石英砂またはその他のバルク材料の固体粒子であり、空気またはガスの流れと集中的に混合されます。 同じ媒体が冷却に使用されます。

6.化学熱処理:浸炭、軟窒化

部品の表面層の化学組成、構造、および特性を変更するために、部品は化学熱処理と呼ばれる化学的に活性な媒体で熱処理されます。 それにより、次のプロセスが発生します:分子の崩壊と拡散要素の原子の形成(解離)、表面による原子の吸収(吸着)、および原子の金属への深い浸透(拡散)。

セメント - 拡散飽和

部品の表層をカーボンで覆います。 浸炭後、硬化および低温焼戻しの熱処理が行われます。 このような部品は、耐摩耗性に優れた硬く硬化した表面と、動的荷重に耐えられる粘性のあるコアを備えている必要があり、最大 0,3% の炭素を含む鋼で作られた部品は硬化の対象となります。 部品の表面は、固体、液体、気体の媒体中で浸炭が行われ、0,8 ~ 1% の範囲の炭素で飽和されます。 特に、木炭 (60 ~ 90%) と炭酸バリウム塩 (BaCO) の混合物は浸炭剤として機能します。3)およびナトリウム(NaCO3).

加熱すると、木炭の炭素が空気中の酸素と結合して一酸化炭素 (CO) を形成し、これが分解して原子炭素を形成し、部品に拡散します。

2ココ2 + Cアトミック.

温度と保持時間の増加に伴い、接合層の厚さが増加し、その深さは層の厚さ0,5 mmごとに2〜0,1 mmに達し、約1時間の暴露が必要です。大量生産および大量生産では、良好です。結果は、特別な密閉炉でガス浸炭することによって得られます。 固体浸炭装置での浸炭と比較して、ガス浸炭はプロセスの速度を上げ、装置のスループットと労働生産性を高めることを可能にします。

浸炭後、部品に熱処理を施して、高い表面硬度を確保し、過熱組織を修正し、浸炭層の超硬メッシュを除去します。 +780-850 °C の温度で焼入れを行い、その後 +150-200 °C で焼き戻しを行います。

ニトロ炭化 ガス環境中で鋼製品の表層を炭素と窒素で同時に飽和させる化学熱処理プロセスです。 軟窒化処理後、部品は硬化され、+160 ~ +180 °C の温度で低温焼き戻しが行われます。 表面硬化およびニトロセメント層の硬度は 60 ~ 62 HRC です。 軟窒化はガス浸炭と窒素のプロセスを組み合わせたものです

放浪中。 ガス混合物には、エンドガス、最大 13% の天然ガス、最大 8% のアンモニアが含まれます。 液体浸炭剤であるトリエタノールアミンは、滴の形でシャフト炉の作業スペースに導入されます。

合金鋼の場合、軟窒化プロセスは、アンモニアの量が最小限 (最大 3%) の雰囲気中で実行されます。

7.化学熱処理:窒化、イオン窒化

化学熱処理 - 窒化は、鋼 38ХМУА、38ХВФУА、18Х2Н4ВА、40ХНВА などで作られたギア、スリーブ、シャフトなどのさまざまな部品の表面硬度を高めるために使用されます。 窒化 - 部品製造の技術的プロセスにおける最後の操作。 窒化前に、完全な熱処理と機械的処理、さらには研磨が行われます; 窒化後は、片面あたり最大 0,02 mm の金属除去による仕上げのみが許可されます。 窒化 これは化学熱処理と呼ばれ、この処理中に窒素による表面層の拡散飽和が起こります。 窒化処理の結果、表層の高硬度 (最大 72 HRC)、高い疲労強度、耐熱性、最小限の変形、より高い耐摩耗性と耐腐食性が得られます。 窒化処理は+500~+520℃で8~9時間行われ、窒化層の深さは0,1~0,8mmとなります。 窒化プロセスの最後に、部品は炉ごとアンモニアの流れの中で +200 ~ 300 °C に冷却され、その後空気中で冷却されます。

表面層はエッチングできません。 これよりも深いところにはソルビトール様の構造があります。 溶融シアン化物塩による液体窒化プロセスは、産業界で広く使用されています。 窒化層の厚さは0.15〜0.5mmである。

窒化層は脆性破壊を起こしにくい。 炭素鋼の窒化層の硬度は最大 350 HV、合金化された場合は最大 1100 HV です。 このプロセスの欠点は、シアン化物塩の毒性とコストが高いことです。

多くの業界でイオン窒化が使用されており、ガス窒化や液体窒化に比べて多くの利点があります。 イオン窒化は、希薄な窒素含有雰囲気が作られた密閉容器内で行われます。 この目的には、純粋な窒素、アンモニア、または窒素と水素の混合物が使用されます。 容器内に配置された部品は定起電力源のマイナス極に接続されており、陰極として機能します。 容器本体は陽極として機能する。 アノードとカソードの間で高電圧 (500 ~ 1000 V) がオンになり、ガスのイオン化が発生します。 結果として生じる正に帯電した窒素イオンは、負極、つまりカソードに流れ込みます。 陰極付近では高い電界強度が発生します。 窒素イオンが持つ高い運動エネルギーは熱エネルギーに変わります。 部品は短時間 (15 ~ 30 分) で +470 ~ +580 °C まで加熱され、金属の深部まで窒素の拡散、つまり窒化が起こります。

炉での窒化と比較して、イオン窒化はプロセスの合計時間を 2 ~ 3 分の XNUMX に短縮し、均一な加熱による部品の変形を減らすことができます。

耐食鋼および合金のイオン窒化は、追加の脱不動態化処理を行わずに実現されます。 窒化層の厚さは1mm以上、表面硬度は500~1500HVです。 ポンプ、インジェクター、機械送りねじ、シャフトなどの部品にイオン窒化処理を施します。

LECTURE No. 9. 鋼の分類とその目的

1. 炭素鋼および合金構造用鋼: 目的、熱処理、特性

高品質の炭素構造用鋼は、圧延製品、鍛造品、校正鋼、銀鋼、長鋼、スタンピング品、インゴットの製造に使用されます。 これらの鋼は、シャフト、スピンドル、ネジ、ナット、ストップ、ロッド、油圧シリンダー、チェーン スプロケットなどの機械部品、つまりさまざまな程度の負荷がかかる部品の製造の主な材料です。 粘度、弾性、硬度の必要なパラメーターを提供するために、炭素鋼のさまざまな特殊なタイプの熱処理が実行されます。 最終的に、これらの鋼材や部品の熱処理は、耐摩耗性と信頼性の向上につながります。 高品質の炭素構造用鋼は、リン、硫黄、その他の非金属介在物の含有量が低いため、通常の品質の鋼よりも高い機械的特性を備えています。 炭素構造用鋼は加工の種類により、熱間圧延鋼、鍛造鋼、調整鋼、銀鋼(特殊表面処理)に分けられます。 材料の状態に応じて、これらの鋼は熱処理なし、熱処理 (T) および冷間加工 (H) で製造されます。 目的に応じて、熱間圧延および鍛造された炭素構造用鋼は次のサブグループに分類されます。 「a」 - 熱間圧力処理用。 「b」 - 機械での切断による機械加工の場合。 「c」 - 冷間引抜きの場合。

合金化 通常の不純物(マンガン、シリコン、硫黄、リン)に加えて、鋼の製錬中に鋼に特別に導入された多くの元素が含まれており、目的の特性が得られます。 これらの要素は 合金化。 最もよく使用される合金元素は、ニッケル、クロム、タングステン、モリブデン、チタン、バナジウム、アルミニウムです。 構造用合金鋼は、熱間圧延鋼、鍛造鋼、校正鋼、および熱処理された状態で使用される銀鋼に分類されます。 熱間圧延鋼および鍛造鋼は、熱処理された状態 (焼きなまし、高温焼き戻し、焼きならしまたは高温焼き戻しで焼きならし) と、熱処理なしの校正済みおよび銀鋼 - 冷間加工または熱処理 (焼きなまし、焼き戻し) の両方で供給されます。 、焼きならし、焼き戻しで硬化)。 規格(GOST)は、13のグループの構造用合金鋼の製造と生産を規定しており、それぞれのグループは、その中の主な合金元素にちなんで命名されています。 たとえば、クロム合金鋼 - 15X、15Xa、20X、30X、30XRA、35X、38XA、40X、45X、50X。 これらの鋼は、高い耐摩耗性とともに、熱処理中の変形を最小限に抑える必要がある部品、中速および高比圧で動作する改良および硬化部品 (ギア、リング、ラックなど)、自動車の負荷部品、および自動車の負荷部品の製造に使用されます。トラクター、および高い焼入れ性と全体的な強度の向上が必要な大型部品に使用されます。

2. 耐食鋼

耐食鋼 - これらは、電気化学的および化学的腐食 (大気、土壌、アルカリ、酸、塩)、粒界腐食、および応力腐食に耐性のあるステンレス鋼および合金です。 これらの鋼には次の等級があります: 20X13 (2X13)、08X13 (0X13)、25X13H2 (2X14H2、EI474)。 それらは、可塑性が高く、衝撃荷重を受ける部品(油圧プレスバルブ)、わずかに攻撃的な環境(大気中の降水量、塩の水溶液、有機酸)で動作する部品の製造に使用されます。 熱処理と研磨の後、高い耐食性が保証されます。

鋼種 14Kh14N12 (1Kh17N2、EI268) は、主に化学および航空産業で使用されます。 非常に満足のいく技術的特性を持っています。

鋼グレード 15Х25Т (Х25Т、EI439) は、過酷な環境で動作する熱交換装置 (パイプ、接続フランジ、バルブ、タップ) の製造に使用されます。 12Х18Т鋼に推奨されるものよりも厳しい環境で動作する溶接構造の製造において、10Х08М17Т鋼の代替品として使用されます。 この鋼 (15Х25Т) は、+400 ~ 700 °C の温度での使用はお勧めできません。 08Х21Н6М2Тは、酢酸、硫酸、リン酸などの非常に攻撃的な環境で動作する部品および溶接構造の製造に使用されます。 グレード 10Х17Н13М2Т、10Х17Н13М3Т は、沸騰したリン酸、硫酸、10% 酢酸、および硫酸環境下で動作する溶接構造の製造に使用されます。

多くの機械コンポーネントにおいて、ベアリングは過酷な環境および高温で動作します。 これらのアセンブリは主に 95×18 耐食性鋼を使用します。 耐食鋼 95 × 18 の組織は隠れた針状マルテンサイトと過剰な炭化物であり、類似鋼 11 × 18 M の組織は隠れた微結晶マルテンサイトと過剰な炭化物ですが、11 × 18 では針状マルテンサイトは認められません。 M鋼。 -200 °C ~ +120 °C の温度で動作するベアリングの場合、使用される鋼の機械特性と耐食特性の最良の複合体は、次の熱処理モードで発生します: 加熱 - 最大 +350 °C、 +1070°C±20°Cでの最終加熱、油中+30〜+60°Cの温度での硬化、-70°Cでの冷間処理、および+150〜+160°Cの焼き戻し。

さまざまな業界での長期にわたる適用が示すように、鋼の耐食性は多くの要因に依存します。

1) 使用される合金元素 - クロム、ニッケル、アルミニウム、チタン、モリブデン、それらの組み合わせ、および合金中の割合。 たとえば、グレード 15XM、20XM、30X3MF、40XMFA のクロム-モリブデン-新鋼およびクロム-モリブデン-バナジウム鋼は、高い耐食性を備えています。

2) 熱処理または化学熱処理から;

3)過酷な環境で動作する鋼および部品の表面処理の品質について(「ミラー」表面は、原則として、粗い表面よりも耐食性が高い)。

3. 耐熱鋼および合金

耐熱鋼および合金 高合金鋼のXNUMX番目のグループに属しています。 熱処理後のそれらの微細構造は、潜在的で微細な針状マルテンサイトまたは微細な針状マルテンサイトと、合金元素(MoC、CrC、NiCなど)の過剰な炭化物で構成されている必要があります。

耐熱鋼および合金には次のものがあります。

1) 40Х9С2。 約+1000℃の高温で動作するモーターバルブやファスナーの製造に使用されます。

2) X1560-N。 発熱体の製造に使用されます(発熱体の動作温度は+1000〜1300°Cです)。

3) Kh20N80、Kh20N80-VI (真空誘導製錬);

4) Kh15N60-N-VI、N50K10、Kh13Yu4、OH23Yu5、OH23Yu5A、Ox27Yu5A。 これらの合金は、温度センサーと感温素子、加熱炉用のワイヤーとテープ、電熱デバイス、重要でない抵抗器用のマイクロワイヤーの製造に使用されます。 これらの合金は、+1000 ~ +1300 °C の範囲で動作します。

耐熱鋼・合金へ 次のブランドも含まれます。

1) KhN60Yu. 中程度の応力で動作するタービン部品(板金から)の製造や、抵抗加熱装置に使用されます。

2) 20X23H18。 化学および石油産業用の機械部品、ガスパイプラインの遮断弁、燃焼室、および抵抗加熱装置の製造に使用されます。

3) 09X16N15M3B。 過熱管や高圧パイプラインの製造に使用されます。

4) 12X18H10T、12X18H12T、12X18H9T。 それらは排気システムとパイプの部品の製造に使用され(シートと長い製品から)、鋼12X18H12Tは12X18H10Tブランドの鋼よりも動作が安定しています。

5) 40X15N7G7F2MS。 +650 °C の温度で動作するファスナーの製造に使用されます。 鋼および合金の耐熱性は、合金元素の組成、その組み合わせおよび濃度によって異なります。 GOST 5632-72 では、耐熱鋼および合金で作られた部品の動作信頼性が最大になる最適な温度範囲を推奨しています。 さらに、鋼または合金の各グレードの規格は、集中的なスケーリングが始まる温度と、それらから作られた部品の耐用年数(短期、限定、長期および超長期)を示しています。 通常、短期耐用年数は最大 100 時間、限定的 - 最大 1000 時間、長期 - 最大 10 時間、超長期 - 最大 000 時間の部品の耐用年数とみなされます。

耐熱合金は合金化度が高く、精度も高いです。 精密合金は、高純度の成分とその正確な比率が特徴です。 精密合金のマーキングは、合金鋼および合金のマーキングとは若干異なります。 GOST 10994-74 は、各合金の化学組成、基本的な物理的特性、および適用分野を規制しています。 上記では、耐熱精密合金がリストされ、その適用分野が示されています - N50K10、Kh13Yu4、OX23Yu5、Kh15N60-N など。

4.工具材料:工具および高速度鋼

工具合金鋼 切削工具や測定工具、スタンプの製造に使用されます。 切削工具 (カッター、ドリル、カッターなど) の製造を目的とした鋼は、高硬度 (HRC l 62) および耐摩耗性。 高い切削速度、超硬金属の加工、除去される切りくずの大きな断面など、困難な条件下で切削が実行される場合、かなりの機械的エネルギーが消費され、それに伴い工具の刃先が強く加熱されます。 したがって、工具に使用される鋼には高い硬度と耐熱性(または耐赤み性)が必要です。 金型の製造に使用される鋼は、硬度と靱性、および耐熱性 (ヒート クラックの発生に対する抵抗という形で、急激な温度変化に耐える能力) を兼ね備えていなければなりません。

工具合金鋼 炭化物形成元素を含む:クロム、タングステン、モリブデン、マンガン、バナジウム。 これらの鋼は硬化中の冷却速度が遅いため、ひび割れ、変形、反りのリスクが軽減されます。

鋼材は熱間圧延、鍛造、校正、研磨された状態で供給されます (シルバー)。 この規格では、工具合金鋼の 0,03 つのグループと 0,015 つのサブグループが規定されています。 それら中の硫黄とリンの含有量は両方とも7%を超えてはならず、エレクトロスラグ再溶解によって製造された鋼の硫黄含有量は8%を超えてはなりません。 切削工具および測定工具用の鋼は、浅い焼き入れ性 (11ХФ、9ХФ 1ХФ) と深い焼き入れ性 (12Х1、Х、9Х8、8ХС、6ГС、600Х650НФТ) で製造されています。 これらの鋼は、タップ、ダイス、ドリル、カッター、弓鋸刃、ゲージ、テンプレートなどの製造に使用されます。工具高速度鋼は、これらの鋼材で作られた工具がその特性を失うことなく高い切削速度で動作できるため、この名前が付けられました。 高速度鋼の注目すべき特性は、その高い耐赤化性、つまり 6 ~ 18 °C に加熱しても高い硬度と切削能力を維持できることです。 赤みの耐性は、主に化学組成と熱処理の 1 つの要因によって決まります。 ハイス鋼は複雑な化学組成を持っています。 最も重要な合金元素はタングステン (5 ~ 3%) とバナジウム (4,5 ~ 14%) です。 さらに、すべての高速度鋼にはクロム (18 ~ 12%) が含まれており、そのほとんどは鉄の結晶格子に溶解しています。 ハイス鋼に高い切削性を付与するために、特殊な方法で熱処理が施されます。 この規格では 9 グレードの高速度鋼の製造が規定されており、これらは従来 6 つのグループに分けられます。第 3 グループはコバルトを含まない鋼、第 9 グループはコバルトとバナジウムを多く含む鋼です。 ハイス鋼種 - R5、RXNUMX、RXNUMX、RXNUMXMXNUMX、RXNUMXKXNUMX。

レクチャーNo.10。硬質および超硬質合金

1. 超硬・切削セラミックス

超硬合金と切削セラミックスは、粉末冶金法を使用して製造されます。 粉末冶金は、主成分を溶かすことなく、金属様の化合物、半製品、およびそれらから作られた製品、および非金属粉末との混合物から金属粉末を製造する一連の方法をカバーする技術分野です。 超硬合金および金属セラミックの出発材料である粉末は、化学的または機械的方法によって得られます。 ブランク(製品)の成形は、冷間または加熱状態で行われます。 冷間成形は、機械プレスや油圧プレスで軸方向にプレスするか、粉末を入れる弾性シェルに液体の圧力をかけることによって行われます (静水圧法)。 ハンマーの下で金型内でホットプレスする (ダイナミック プレス) か、特殊な容器内で高温ガスの圧力 (15 ~ 400 Pa) を利用してガス静的方法によって、製品は焼結が不十分な材料、つまり耐火性化合物から製造されます。超硬合金や金属セラミックの製造に使用されます。 このような焼結耐火化合物(擬似合金)の組成には、グラファイト、アルミナ、炭化物などの非金属成分が含まれており、これらが特殊な特性を与えます。

工具業界では、硬質焼結合金と切削サーメット (金属 + 非金属部品) が広く使用されています。 主な成分の内容によると 硬質焼結合金の混合粉末は、タングステン、チタン - タングステン、およびチタン - タンタル - タングステンのXNUMXつのグループに分けられます。 用途別 - 切削による材料加工、採掘工具の装備、摩耗の早い機械部品、器具、備品の表面処理のための合金。

硬質合金の物理的および機械的特性: 曲げ強度 - 1176-2156 MPa (120-220 KGS/mm) 2)、密度-9,5-15,3 g / cm 3、硬度 - 79-92 HRA。

金属の切り粉のない加工、機械、器具、備品の摩耗しやすい部品の表面仕上げ用の硬質合金: VK3、VK3-M、VK4、VK10-KS、VK20-KS、VK20K。 超硬合金のグレードの指定において、文字「K」はコバルトを意味し、「B」は炭化タングステンを意味し、「T」は炭化チタンおよび炭化タンタルを意味します。 数字は合金に含まれる粉末成分のパーセンテージに対応します。 たとえば、VK3 合金には 3% のコバルトが含まれており、残りは炭化タングステンです。

タングステンの不足は、タングステンカーバイドベースの焼結合金に基本的な特性が劣らない、タングステンを含まない硬質合金の開発を必要としました。

タングステンフリーおよび炭化クロム硬質サーメット合金 機械工学では、絞り金型、絞り金型の製造、研磨剤、材料、900°Cまでの温度で動作する摩擦部品、非鉄金属を処理するための切削工具など、さまざまな噴霧に使用されます。

2.超硬材料

現在、XNUMX 種類の超硬材料 (SHM) が、機械製造を含むさまざまな産業でさまざまな切削工具の製造に使用されています: 天然ダイヤモンド、多結晶合成ダイヤモンド、および亜硝酸ホウ素 (エルボール) に基づく複合材料です。

天然および合成ダイヤモンドは、最高の硬度 (HV 10 kgf/mm 2)、それらは非常に小さい:線膨張係数と摩擦係数。 高:熱伝導率、耐粘着性、耐摩耗性。 ダイヤモンドの短所は、曲げ強度が低く、もろく、比較的低温 (+750 °C) での鉄への溶解度が低いことです。このため、鉄 - 炭素鋼や合金を高切削速度で機械加工したり、断続切削や振動を伴う機械加工には使用できません。 . 天然ダイヤモンド カッターの金属本体に固定された結晶の形で使用されます. ASB (バラス) および ASPK (カルボナード) グレードの合成ダイヤモンドは、天然ダイヤモンドと構造が似ています. それらは多結晶構造を持ち、より高い強度特性を持っています.

天然および合成ダイヤモンド 銅、アルミニウム、マグネシウム合金、貴金属(金、銀)、チタンとその合金、非金属材料(プラスチック、テキスタイル、ガラス繊維)、硬質合金、セラミックの加工に広く使用されています。

合成ダイヤモンド 天然のものと比較して、それらはより高い強度と動的特性のために多くの利点があります。 旋削だけでなく、フライス盤にも使用できます。

複合 立方晶窒化ホウ素をベースにした超硬質材料で、ブレード切削工具の製造に使用されます。 この複合材料は、硬度の点ではダイヤモンドに近づき、耐熱性ではダイヤモンドを大幅に上回り、鉄金属に対してより不活性であるため、主な用途である焼入れ鋼や鋳鉄の加工が決まります。 業界では、STM の主なブランドとして、コンポジット 01 (elbor - R)、コンポジット 02 (belbor)、コンポジット 05 および 05I、およびコンポジット 09 (PTNB - NK) が製造されています。

コンポジット01、02は硬度が高い(HV750kgf/mm 2)、しかし低い曲げ強度 (40-50 kg/mm) 2)。 主な応用分野は、硬度 HRC 55 ~ 70 の焼入れ鋼、任意の硬度の鋳鉄、グレード VK 15、VK 20、VK 25 (HP^ 88) の超硬合金で作られた部品の微細な非衝撃旋削加工です。 -90)、送りは最大 0,15 mm/rev、切り込み深さは 0,05 ~ 0,5 mm。 複合材料 01 および 02 は、衝撃荷重が存在するにもかかわらず、硬化鋼や鋳鉄のフライス加工にも使用できます。これは、フライス加工のより好ましい動力学によって説明されます。 コンポジット05は、コンポジット01とコンポジット10の中間の硬さで、強度はコンポジット01とほぼ同等です。 コンポジット09とコンポジット10は、ほぼ同等の曲げ強度(70~100kgf/mm)を持っています。 2).

3.研磨工具の材料

研磨剤 天然と人工に分けられます。 前者には石英、エメリー、コランダム、ダイヤモンドが含まれ、後者にはエレクトロコランダム、炭化ケイ素、炭化ホウ素、立方晶窒化ホウ素、合成ダイヤモンドが含まれます。

Кварц (P) は主に結晶性シリカ (98,5 ~ 99,5% SiO2) からなる材料です。 これは、自由な状態で粒子を粉砕する形で、紙および布ベースの研磨スキンの製造に使用されます。

エメリー (Н) - 微結晶アルミナ (25…60% Al2 O3)酸化鉄とケイ酸塩の混合物を含む濃い灰色と黒。 エメリークロスとバーの製造用に設計されています。

コランダム (E および ESB) - 主に結晶性アルミナ (80.95% Al2 O3)および化学的にAに関連するものを含む、少量の他のミネラルl2 O3. コランダム粒子は硬く、壊れると鋭いエッジを持つコンコイド破砕を形成します。 天然コランダムの用途は限られており、主に仕上げ作業(研磨)用の粉末やペーストの形で使用されます。

ダイヤモンド (A)は純粋な炭素である鉱物です。 自然界で知られているすべての物質の中で最も高い硬度を持っています。 砥石をドレッシングするための片刃の切削工具とダイヤモンド メタル ペンシルは、結晶とその破片から作られています。

エレクトロコランダムには次の XNUMX 種類があります。

1)ボーキサイトから精錬された通常のエレクトロコランダム1A、その品種 - 12A、13A、14A、15A、16A。

2)白、アルミナから製錬された、その品種 - 22A、23A、24A、25A;

3) さまざまな添加剤を含むアルミナから製錬された合金化エレクトロコランダム: クロム 3A は品種 32A、33A、34A で、チタン 3A は品種 37A である。

4) A4 モノコランダム、ボーキサイトから硫化鉄と還元剤を使用して製錬し、続いてコランダム単結晶を分離します。

エレクトロコランダムは、酸化アルミニウムAlで構成されています 2 O 3 そしていくつかの不純物。

炭化ケイ素 - シリコンと炭素の化合物 (SiC)。 より高い硬度と脆性を持っています。 エレクトロコランダムよりも。 炭化ケイ素の割合に応じて、この材料の色は緑 (6C) と黒 (5C) になります。 97 つ目は少なくとも 52% のシリコンを含みます。 53 番目のタイプ (黒) は、54C、55C、XNUMXC、XNUMXC の品種で生産されます。 超硬合金や非金属材料を加工するための各種研磨工具(研削砥石など)は緑色炭化ケイ素の粒子から作られており、鋳鉄や非鉄金属の製品を加工したり、研削加工を行うための工具(研削砥石)などもあります。工具(カッター)は黒色炭化ケイ素の粒子、ドリルなどで作られています。

立方晶窒化ホウ素 (KNB) - ホウ素、ケイ素、炭素の化合物。 CBNは、ダイヤモンドと同様の硬度と研磨能力を備えています。

合成ダイヤモンド (AS) は、天然と同じ構造をしています。 グレードの高い合成ダイヤモンドの物理的および機械的特性は、天然ダイヤモンドと同様です。 合成ダイヤモンドは、ASO、ACP、ASK、DIA、ACC の XNUMX つのグレードで製造されます。

LECTURE No. 11. 非鉄金属合金

1. 非鉄金属および合金、その特性と目的

非鉄金属の貴重な特性により、現代の生産のさまざまな分野で広く使用されています。 銅、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、チタン、その他の金属およびそれらの合金は、機器製造および電気産業、航空機および無線電子機器、原子力および宇宙産業にとって不可欠な材料です。 非鉄金属 高い熱伝導率、非常に低い密度 (アルミニウムとマグネシウム)、非常に低い融点 (スズ、鉛)、高い耐食性 (チタン、アルミニウム) など、多くの貴重な特性があります。 他の合金元素を含むアルミニウム合金は、さまざまな産業で広く使用されています。

マグネシウムベースの合金は、低密度、高比強度、優れた機械加工特性を特徴としています。 それらは、機械工学、特に航空機産業に広く応用されています。

不純物を 0,1% 以下含む工業用銅は、さまざまな種類の電流導体に使用されます。

銅合金 それらの化学組成によると、それらは真鍮と青銅に分類されます。 その順番で 真鍮 化学組成により、亜鉛のみを合金化した単純なものと、亜鉛に加えて鉛、スズ、ニッケル、マンガンを合金元素として含む特殊なものに分けられます。

ブロンズ また、スズとスズレスに細分されます。 ティンレスブロンズ 高強度、優れた防食・摩擦特性を備えています。

マグネシウムは冶金で広く使用されており、一部の脱酸と脱硫の助けを借りて

金属および合金、球状グラファイトを得るためにねずみ鋳鉄を変更し、回収が困難な金属(チタンなど)を製造し、マグネシウム粉末と酸化剤の混合物を使用して、ジェット技術および火工品で照明および焼夷ロケットを製造します。 マグネシウムの特性は、合金化によって大幅に改善されます。 質量分率が最大 7% のアルミニウムと亜鉛は機械的特性を向上させ、マンガンは耐食性と溶接性を向上させ、ジルコニウムは亜鉛と共に合金に導入され、(合金構造内の) 結晶粒を微細化し、機械的特性と腐食を増加させます。抵抗。

マグネシウム合金は、成形鋳物だけでなく、シート、プレート、ロッド、異形材、パイプ、ワイヤーなどの半製品の製造にも使用されます。 工業用マグネシウムは、純粋な無水マグネシウム塩の取得、溶融状態でのこれらの塩の電気分解、およびマグネシウムの精製というスキームに従って、マグネサイト、ドロマイト、カーナライト、海水およびさまざまな産業からの廃棄物から電解法によって得られます。炭酸マグネシウム - マグネサイト、ドロマイト、およびカーナライトを形成します。

食品業界では、アルミニウムとその合金で作られた包装用ホイルが菓子や乳製品の包装に広く使用されており、アルミニウム製の調理器具(調理器、トレイ、浴槽など)も大量に使用されています。

2. 銅合金

銅は古代から知られている金属の一つです。 銅が自然界では自由な状態でナゲットの形で存在し、時にはかなりの大きさに達するという事実によって、人間が銅に早くから親しむようになりました。 現在、銅は電気工学、送電線の建設、電信電話通信機器、ラジオおよびテレビ機器の製造に広く使用されています。 ワイヤ、ケーブル、バスバー、その他の導電性製品は銅から作られています。 銅は高い電気伝導性と熱伝導性、強度、靭性、耐食性を備えています。 その物理的特性はその構造によって決まります。 立方体の面心空間格子を持っています。 融点は+1083℃、沸点は+2360℃です。 平均引張強さは処理の種類によって異なり、220 ~ 420 MPa (22 ~ 45 kgf/mm) の範囲です。 2)、相対伸び - 4-60%、硬度 - 35-130 HB、密度 - 8,94 g/cm 3。 銅は優れた特性を有すると同時に、構造材料としての機械工学の要件を満たさないため、合金化、つまり亜鉛、錫、アルミニウム、ニッケルなどの金属を導入して合金化します。その機械的および技術的特性は改善された特性です。 純粋な形では、銅は限られた範囲で使用されますが、銅の合金はより広く使用されます。 銅合金は、化学組成に応じて黄銅、青銅、銅ニッケルに分類され、技術的目的に応じて、変形可能、半製品(ワイヤ、シート、ストリップ、プロファイル)の製造および鋳造に使用されます。 、鋳造部品に使用されます。

真鍮 - 銅と亜鉛および他の成分との合金。 亜鉛に加えて他の合金元素を含む真鍮は複合または特殊と呼ばれ、亜鉛に加えて導入される合金成分に従って名前が付けられます。 例: tompak L90 は 90% の銅を含む真鍮で、残りは亜鉛です。 アルミニウム黄銅 LA77-2 - 銅77%、アルミニウム2%、残りは亜鉛など。銅に比べて強度、耐食性、弾力性に優れています。 鋳造、プレス、切削などにより加工されます。 半製品はそれらから作られます(シート、テープ、ストリップ、凝縮器および熱交換器のパイプ、ワイヤー、スタンピング、遮断弁 - タップ、バルブ、メダルおよびバッジ、芸術製品、楽器、ふいご、ベアリング)。

ブロンズは、スズ、アルミニウム、ベリリウム、シリコン、鉛、クロムなどの元素を添加した銅ベースの合金です。 青銅は、スズフリー(BrA9Mts2Lなど)、スズ(BrO3ts12S5など)、アルミニウム(BrA5、BrA7など)、シリコン(BrKN1-3、BrKMts3-1)、マンガン(BrMts5)、ベリリウム青銅に細分されます(BrB2、BrFNT1,7 など)。 ブロンズは、ストップバルブ(蛇口、バルブ)、水、油、蒸気、わずかに攻撃的な媒体、海水で動作するさまざまな部品の製造に使用されます。

3. アルミニウム合金

「アルミニウム」という名前は、ラテン語の alumen に由来します。つまり、紀元前 500 年間です。 e. アルミミョウバンと呼ばれ、布地の染色や革のなめしの際のエッチングに使用されました。

自然界の存在量という点では、アルミニウムは酸素、シリコンに次ぐ第 50 位であり、金属の中では第 90 位です。 技術用途では鉄に次いで第5位。 アルミニウムは遊離の形では存在せず、ボーキサイト、霞石、明礬石などの鉱物から得られますが、最初にアルミナが生成され、次に電気分解によってアルミナからアルミニウムが得られます。 アルミニウムの機械的特性は低いです: 引張強さ - 9-XNUMX MPa (XNUMX-XNUMX kgf/mm) 2)、相対伸び - 25-45%、硬度 - 13-28 HB。

アルミニウムは溶接が良好ですが、機械加工が難しく、線収縮率が大きい - 1,8% 純粋な形ではアルミニウムが使用されることはほとんどなく、銅、マグネシウム、シリコン、鉄などとの合金が広く使用されています。航空および機械工学、送電線、地下鉄および鉄道車両に必要です。

アルミニウム合金は鋳造と鍛造に分けられます。 鋳造アルミニウム合金は、精製および未精製のインゴットで製造されます。

ブランド名に「P」の文字が含まれる合金は、食品器具の製造を目的としています。 合金の機械的特性は、その化学組成と製造方法によって異なります。 合金に含まれる主成分の化学組成はグレードによって決まります。 たとえば、AK12 合金には 12% のシリコンが含まれており、残りはアルミニウムです。 AK7M2P - 7% シリコン、2% 銅、残りはアルミニウムです。 さまざまな業界で最も広く使用されているアルミニウム - シリコン合金はシルミンであり、SIL-00、SIL-XNUMX、SIL-XNUMX の XNUMX つのグレードで製造されています。

STR-0、STR-1、STR-2。 この合金には、アルミニウム (ベース) とシリコン (10 ~ 13%) に加えて、鉄 - 0,2 ~ 0,7%、マンガン - 0,05 ~ 0,5%、カルシウム - 0,7 ~ 0,2%、チタン - 0,05 ~ 0,2%、銅 - が含まれています。 0,03%、亜鉛 - 0,08%。 自動車、トラクター、乗用車のさまざまな部品がシルミンから作られています。 他のアルミニウム合金の製造における圧力処理やステッチングを目的としたインゴットのアルミニウム鍛造合金は、特定の規格によって標準化されています。 加圧加工用の合金は、アルミニウム(ベース)、合金元素(銅 - 5%、マグネシウム - 0,1 ~ 2,8%、マンガン - 0,1 ~ 0,7%、シリコン - 0,8 ~ 2,2%、亜鉛 - 2 ~ 6,5%、および少量)で構成されます。他の不純物)。 これらの合金のグレードは次のとおりです: VD1、AVD1、AVD1-1、AKM; 半製品はアルミニウム合金 (シート、ストリップ、ストリップ、スラブ、インゴット、スラブ) から作られます。

さらに、非鉄冶金では、鋳造によるモノメタルおよびバイメタル ベアリングの製造に使用されるアルミニウム減摩合金が製造されます。 化学組成に応じて、規格はこれらの合金の次の等級を規定しています: AO3-7、AO9-2、AO6-1、AO9-1、AO20-1、AMST。 この規格では、これらの合金で作られた製品の動作条件も定義されています。 2)、温度100〜120℃、硬度 - 200〜320 HB。

4. チタン合金

タイタン - 銀白色の金属。 これは、自然界で最も一般的な要素の 0,61 つです。 地殻の有病率 (4,5%) の点で他の元素の中で、それは XNUMX 位にランクされています。 チタンは軽い(密度XNUMXg/cm) 3)、耐火性 (融点 1665 °C)、非常に耐久性があり、延性があります。 表面には永続的な酸化膜が形成されるため、淡水、海水、および一部の酸に対しても優れた耐腐食性を備えています。 882 °C までの温度では最密六方格子を持ち、それより高い温度では体心立方体になります。 チタンシートの機械的特性は、化学組成と熱処理方法によって異なります。 引張強さは300~1200MPa(30~120KGS/mm)です。 2)、伸び - 4〜10%。 チタンの有害な不純物は、窒素、炭素、酸素、水素です。 それらは延性と溶接性を低下させ、硬度と強度を高め、耐食性を悪化させます。

500 °C を超える温度では、チタンとその合金は水素を吸収して容易に酸化し、脆化 (水素脆化) を引き起こします。 800°C以上に加熱すると、チタンは酸素、窒素、水素を活発に吸収します。この能力は冶金で鋼を脱酸するために使用されます。 他の非鉄金属や鋼の合金元素として機能します。

チタンとその合金は、その優れた特性により、航空機、ロケット、造船で広く使用されています。 半製品はチタンとその合金から作られています: シート、パイプ、ロッド、ワイヤー。 チタンを生産するための主な工業材料は、イルメナイト、ルチル、ペロブスカイト、スフェーン (チタン) です。 チタンを製造する技術は複雑で、時間と手間がかかります。まずスポンジチタンを製造し、次に真空炉で再溶解して可鍛チタンを製造します。

スポンジチタン、 マグネシウム熱法で得られたチタン合金などの原料となります。 化学組成と機械的特性に応じて、スポンジチタンの次のグレードが標準として確立されています:TG-90、TG-100、TG-110、TG-120、TG-130。 ブランドの呼称において、「TG」はスポンジチタン、「Tv」はハード、数字はブリネル硬度を意味します。 スポンジチタンには不純物が含まれます: 鉄 - 0,2% まで、シリコン - 0,04% まで、ニッケル - 0,05% まで、炭素 - 0,05% まで、塩素 - 0,12% まで、窒素 - 0,04% まで、酸素- 最大0,1%。 圧力加工されたチタンおよびチタン合金は、さまざまな半製品(シート、パイプ、ロッド、ワイヤー)の製造を目的としています。 化学組成に応じて、規格では次のグレードが規定されています: VT1-00、VT1-0、OT4-0、OT4-1、OT4、VT5、VT5-1、VT6、VT20、VT22、PT-7M、PT- 7V、PT -1 m 主成分: アルミニウム - 0,2-0,7%、マンガン - 0,2-2%、モリブデン - 0,5-5,5%、バナジウム - 0,8-5,5%、ジルコニウム - 0,8-3%、クロム - 0,5-2,3 %、錫 - 2〜3%、シリコン - 0,15〜0,40%、鉄 - 0,2〜1,5%。 合金のブランドに応じて、鉄、シリコン、ジルコニウムが主成分または不純物となる場合があります。

5. 亜鉛合金

亜鉛銅合金 - 真鍮 - 古代ギリシャ人とエジプト人に知られていました。 しかし、産業規模での亜鉛の製錬は、XNUMX 世紀に始まったばかりです。

亜鉛 -薄い灰色がかった青みがかった色の金属で、室温および200°Cで脆く、100〜150°Cに加熱すると延性があります。

基準に従って、亜鉛は重量 25 kg までの豚およびブロックの形で生産および供給されます。 この規格では、亜鉛のグレードとその適用分野も確立しています。 TsV00 (亜鉛含有量 - 99,997%) - 科学目的、化学試薬の製造、電気産業向け製品の製造。 CVO (亜鉛 - 99,995%) - 印刷および自動車産業向け。 TsV1、TsV (亜鉛 - 99,99%) - 重要な部品の製造を目的とした射出成形品の製造、酸化亜鉛、亜鉛粉末および純粋な試薬の製造用。 TsOA (亜鉛 99,98%)、TsO (亜鉛 99,975%) - 亜鉛シート、加圧加工亜鉛合金、しっくい、合金、熱間および電気亜鉛めっきの製造用。 Ts1S、Ts1、Ts2S、Ts2、Ts3S、Ts3 - さまざまな目的に。

亜鉛合金は、真ちゅう、亜鉛青銅、さまざまな鉄鋼製品のコーティング用合金、ガルバニックセルの製造、印刷などの業界で広く使用されています。鋳造用インゴットの亜鉛合金は標準化されています。 これらの合金は、自動車や計装、その他の産業で使用されています。 規格は合金のグレード、それらの化学組成を確立し、それらから作られた製品が決定されます:

1) TsAM4-10 - 特に重要な部品;

2) TsAM4-1 - 重要部品;

3) TsAM4-1V - 重要でない部品。

4)TsA4O-安定した寸法の重要な部品。

5) CA4 - 安定した寸法の重要でない部品。

亜鉛減摩合金、 鋳造および圧力処理によるモノメタルおよびバイメタル製品、ならびに半製品の製造を目的としており、標準によって正規化されています。 合金の機械的特性は、その化学組成に依存します: 引張強度 δВ = 250-350 MPa (25-35 キログラム/mm 2)、相対伸びδ = 0,4-10%、硬度 - 85-100 HB。 この規格は、これらの合金のグレード、その適用分野、および動作条件を確立しています。 TsAM9-1,5L - 単金属ライナー、ブッシング、およびスライダーの鋳造。 許容荷重:10MPa(100kgf/cm) 2)、滑り速度 - 8 m/s、温度 80 °C。 金属フレームの存在下で鋳造することによってバイメタル部品が得られる場合、荷重、滑り速度、および温度は最大20 MPa (200 KGS / cm)まで上げることができます 2)、10 m/s、および 100 °C それぞれ: TsAM9-1,5 - 圧延によるバイメタル テープ (鋼とジュラルミンを含む亜鉛合金) の製造。テープはスタンピングによるライナーの製造を目的としています。 許容荷重:25MPa(250kgf/cmまで) 2)、滑り速度 - 最大 15 m/s、温度 100 °C。 AM10-5L - 鋳造ベアリングおよびブッシュ、許容荷重 - 10 MPa (100 kgf/cm) 2)、滑り速度 - 8 m/s、温度 80 °C。

講義番号12。非金属材料の特性

1. 非金属材料

XNUMX世紀後半にさかのぼります。 わが国では、さまざまな産業や国民経済全体での非金属材料の使用に多くの注意が払われました。 さまざまな非金属材料の生産が確立され、絶えず増加しています。合成樹脂とプラスチック、天然ゴムに代わる合成ゴム、強化プラスチックや充填プラスチックを含む特定の技術的特性を備えた高品質のポリマーです。

プラスチックおよびその他の非金属材料は、多くの優れた物理的、化学的、機械的および技術的特性を備えているため、機械工学、電気工学、エレクトロニクスなどのさまざまな産業で広く使用されています。プラスチックは構造材料としてますます使用されています。高価な金属を置き換えます。 プラスチックを使用することで、デザインを継続的に改善することが可能になります。 機械・装置や各種部品を部分的に構成することで、軽量化、信頼性・耐久性の向上、生産性の向上を実現します。 プラスチックの生産には、非鉄金属の生産に比べて 2 ~ 3 分の XNUMX の設備投資が必要です。 プラスチック製造の出発原料は、石炭、石油、天然ガスを加工して得られる安価な製品です。 プラスチックは機械的特性を向上させるために強化されています。 低負荷・低速度の摩擦(滑り)機構で動作する各種部品の製造には、減摩ポリマーやプラスチック材料などの非金属材料が使用されます。 これらの材料は、摩擦係数が低く、耐摩耗性、耐薬品性が高く、無潤滑で使用できます。 しかし、熱伝導率が低く、熱膨張率が大きく(金属の数十倍)、硬度が低く、コンプライアンスが高いため、広く使用される可能性は限られています。 他の素材、金属、プラスチックと組み合わせて使用​​すると、より効果的に使用できます。

さらに、織られたアスベスト ブレーキ テープと摩擦アスベスト ライニングは、非金属摩擦材料として、成形、プレス、織、ボール紙ベークライト、スパイラル巻きなどとして使用されており、すべての気候帯で使用できます。 摩擦アスベストライニングは、自動車、航空機、トラクター、金属切断機械、繊維機械、取扱い装置、ディーゼル機関車の摩擦ユニットに使用されます。 摩擦ユニットで動作するこのような非金属ライニングの耐用年数は非常に長いです。 たとえば、ディーゼルエンジンを搭載した車の場合は6000エンジン時間、乗用車 - 125 km、トラック - 000 kmです。 ブレーキ織アスベストテープは、表面摩擦温度が最大 75 °C の機械や機構のブレーキおよび摩擦ユニットのライニングとして使用されます。

非金属材料は、さまざまな産業や経済全体で広く使用されています。

2. 高分子:構造、重合・重縮合、物性

現在、輸血用のポリマー システムのない医薬品、透明なポリマー チューブのない医療機器、ゴム製の温熱パッドやアイスパックのない患者ケア用品などを想像することは困難です。合成材料のおかげで、医療に使用される材料の範囲が大幅に充実しました。医薬品ポリマー。

ポリマーは金属や合金とは大きく異なります。ポリマーの分子は長い鎖に伸びており、その結果ポリマーの分子量は高くなります。 ポリマー分子は、初期の低分子量生成物であるモノマーから重合と重縮合によって得られます。 重縮合ポリマーには、フェノールホルムアルデヒド樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、およびエポキシ樹脂が含まれます。 重合型高分子化合物としては、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレンなどが挙げられる。 高分子化合物や高分子化合物は有機自然の基盤であるタンパク質からなる動物や植物の細胞です。

多くの医療製品の製造には、天然原料をベースとしたポリマー材料と、人工材料である合成材料およびポリマー材料の両方が広く使用されています。 ほとんどのドレッシングは、綿ウール、ガーゼ、およびそれらから作られた製品、アラインメント、縫合糸 (サージカル シルク) など、天然由来のポリマー素材から作られています。 ポリマーは、さまざまな器具、医療機器の部品、機器の製造に使用されるプラスチックの基礎です。

フェノール - ホルムアルデヒドの液体および固体樹脂などのポリマーは、さまざまな産業および経済全体で幅広い用途が見出されています。 フェノール・ホルムアルデヒド液状レゾール型樹脂 - 修飾物質および安定化物質の添加の有無にかかわらず、触媒の存在下でのフェノールとホルムアルデヒドの重縮合生成物 - 平均密度 1,2 g/cm の赤褐色から濃い桜色の均一な透明な液体の形で供給されます。 3. それらは、断熱および遮音製品、合板、チップボードおよび木質繊維板、柔軟なベースの研磨工具、グラスファイバー、アスベストおよびアスベスト摩擦製品、鉱山屋根用炭素繊維などの製造に使用されます。樹脂のグレード:SFZh- 303、SFZh-305など

ノボラックおよびレゾールタイプの固体フェノールホルムアルデヒド樹脂 -修飾物質の添加の有無にかかわらず、触媒の存在下でのフェノール(またはそれらの画分)とホルムアルデヒドの重縮合の生成物。 粉末、フレーク、パン粉の形で入手できます。 それらは、ゴムコンパウンド、成形マス、積層プラスチック、ワニス導電性懸濁液、防食塗料、ワニスおよび接着剤の製造、発泡プラスチックの製造、塗料用オイルワニスの製造に使用されます。ワニスと食品産業。 次のグレードの樹脂が製造されています:SF-010A、SF-010、SF-010M(修正済み)、SF-014など。

3. プラスチック: 熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、ガス入り

プラスチック - プラスチックは、高分子有機化合物に基づいて得られる材料です - バインダーとして機能し、材料の主な技術的特性を決定するポリマーです 弾性に応じて、プラスチックは 700 つのグループに分けられます: 剛性、弾性率70 MPa、最大 XNUMX MPa プラスチックは、熱可塑性および熱硬化性、ガス充填セル構造の形でモノリシックに製造されます。 熱可塑性プラスチックには、低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、耐衝撃性ポリスチレン、ABS プラスチック、ポリ塩化ビニル、グラスファイバー、ポリアミドなどが含まれます。

熱硬化性プラスチックには、硬質ポリウレタンフォーム、アミノプラストなどがあります。

К ガス充填プラスチック ポリウレタンフォームを含む - ガス充填超軽量構造材料。

熱可塑性 - 低圧ポリエチレン - 複雑な有機金属触媒を使用して低圧で得られるエチレン重合の生成物。 このポリエチレンの基本ブランド: 20108-001、20208-002、20308-005 など ポリエチレンの密度 - 0,931 ~ 0,970 g/cm 3.

耐衝撃性ポリスチレンは、スチレンとゴムまたは他の可塑剤を共重合させた製品であり、汎用ポリスチレンよりも高い機械的特性を持っています。 高い硬度、衝撃強度、弾性、引張強度、+65 ~ -40 °C の範囲の耐熱性を備えています。

アミノ - 熱硬化性プラスチック - フィラー(有機、鉱物、またはそれらの組み合わせ)、着色および変性物質を使用して、アミノ樹脂をベースにして得られる尿素およびメラミンホルムアルデヒドの塊をプレスします。 Marten によると、耐熱性は少なくとも 100 ~ 180 °C、衝撃強度は 3,9 ~ 29,4 KJ/m です。 2 (4-30kgf×cm/ cm 2)、収縮 - 0,2-0,8%、固有体積電気抵抗 - 1? 10 11 -1×10 12 Ohm × cm. アミノプラストから、家庭用、技術的、および電気的目的の製品は、ホットプレスによって製造されます。 KFA-11、KFB-1など、合計1グレードのアミノプラストが製造されています。

ポリウレタンフォーム - ガス充填プラスチック - 超軽量構造材料。 その製造の出発原料は、ポリエステル、ポリエステル、イソシアネート、触媒、乳化剤です。 弾性ポリウレタン フォーム (PUF) には、閉じた非連通ガス充填セル (フォーム) と連通セル (フォーム) があります。 一般的に「発泡プラスチック」という用語がよく使われます。 弾性フォームには空気が相互につながった細孔が 70% 含まれています。 密度は 25 ~ 29 kg/m です。 3、腐敗や製品のドライクリーニングに使用される物質によく耐性があり、その引張強さは0,07〜0,11 MPaです。

弾性ポリウレタン フォームは、布張りの家具、カー シート、トラクターなどの製品の製造に使用されます。 硬質ポリウレタンフォームは、アームチェアシェル、装飾要素、断熱材、遮音材の製造に使用されています。 近年、充填発泡プラスチック (PPU) が普及しています。

4. エラストマー

「エラストマー」という用語は、「合成ゴム」および「天然ゴム」という名前の代わりに導入されました。 エラストマー 広い温度範囲にわたって高い弾性を持ち、比較的小さな作用荷重下で大幅な (数百から 1000% 以上) 可逆変形を受ける能力を備えたポリマーです。 この種の最初の弾性材料は天然ゴムでした。天然ゴムは毒性がないため、今日に至るまで医療製品を含むエラストマーの製造においてその重要性を失っていません。 ゴムはラテックス (ブラジルパラゴムノキの乳状の樹液) から得られ、半分以上が水で構成され、ゴム 34 ~ 37%、タンパク質 2 ~ 2,7%、樹脂 1,65 ~ 3,4%、砂糖 1,5 ~ 4,92% で構成されています。 天然ゴムが工業用原料として製造される農園では、ラテックスが有機酸で凝固され、波形シートに丸められ、+50 °Cの温度の煙が出る部屋で燻製されます。 煙の成分は防腐剤とゴムの酸化安定剤の役割を果たします。 このようなワッフル状の表面模様を有する厚さ2,5〜3 mmのシートは「スモーケットシート」と呼ばれます。 プランテーション生ゴムの最も一般的な形態であり、精製ゴムの元素分析データは実験式 C5H8 (イソプレン) に対応します。

合成ゴム (エラストマー)は、触媒(プロセス促進剤)の関与によるモノマーからの重合によって得られます。 最初のソビエト合成ゴムは、S. D. レベデフによって工業用アルコールから得られました。 現在、天然とほとんど変わらないイソプレンをはじめ、数種類の合成ゴム(エラストマー)が製造されています。 医療用製品にはサロキサン(シリコーン)ゴムが使用されており、そのポリマー主鎖はケイ素原子と酸素原子で構成されています。 耐熱性があり、生理学的に不活性です。 合成ゴムの原料は、石油、天然ガス、石炭です。

ゴムまたは「生の」ゴム混合物の弾性ゴム(必要な性能特性を備えた材料)への変換は、加硫によって行われます。 加硫は、金属や合金の熱処理と同様に、ゴムの構造に変化をもたらします。 加硫中に、エラストマー分子は化学結合によって結合 (「架橋」) され、空間的な 2 次元ネットワークになります。その結果、必要な弾性および強度特性 (強度、弾性、硬度、引き裂き抵抗、等。)。 主な加硫剤は硫黄です。 テルルとセレンも使用されています。 ゴムに添加される硫黄が多いほど、エラストマーは硬くなり、弾力性が低下します。 現代の生産では、加硫剤に加えて有機促進剤が広く使用されており、その存在により硫黄の量が減少し(10%ではなく最大130%)、加硫温度が低下します。 加硫が+150〜XNUMX°Cの温度ではなく室温で進行するため、超加速器があります。

5.ゴム

さまざまな種類やブランドのゴムが弾性材料のグループに属しています- エラストマー。 ゴムは、成形品と非成形品に分けられます。 非成形ゴムには、いわゆる生ゴムの大きなグループが含まれます。 生ゴムは、数字(10、11、14など)で、タルクでコーティングされた(粘着を防ぐため)異なる厚さのプレートの形で、またはファブリックガスケット(キャリコ製)を備えたロールの形で製造されます。ゴムの固着も防ぎます。

形のない生 ゴムは、合成ゴムまたは天然ゴムをベースにして製造されたゴム混合物から加硫によって得られます。 主な加硫剤は硫黄ですが、セレンやテルルも使用されます。 グレードに応じて生ゴムを使用して、特定の特性を備えたさまざまな成形品を製造します。 たとえば、生ゴムからは、耐酸・アルカリ性、耐熱性、耐霜性、食品グレードなどの数種類のテクニカルシートゴムが得られます。耐霜性ゴムは、-45 °C までの温度でもその特性を維持します。 。 厚さ 3 ~ 4 mm のテクニカル シート ゴムは、冷水を輸送するパイプラインのフランジ接続部のシール ガスケットの製造に使用されます。布ガスケット (合成繊維製) を備えたゴムは、温度が上昇する温水の輸送にも使用されます。 +100℃まで。

生ゴムからは、カップリング、リング、バルブ、各種ガスケットなど、各種ゴム製品がプレス成形、押出成形、射出成形などの成形方法で作られます。 ゴム製品をプレスするプロセスは、100 ~ 300 気圧の圧力で油圧プレスを加硫することで行われます。 +140〜160℃の温度で。

布張り家具の製造では、合成ゴムまたは天然ゴムをベースにした素材である発泡ゴムが広く使用されています。 発泡ゴムの製造には、ラテックス混合物が使用され、18〜21時間保持され、発泡および加硫され、その後乾燥されます。 発泡ゴムは、シートまたは成形家具要素の形で製造されます。 弾力性、弾力性、残留変形の点で、フォームラバーは布張りの家具に理想的な素材です。 発泡ゴム 連通孔に空気を通過させることにより、自己換気および冷却されます。 発泡家具要素の重量を減らすために、それらは空隙で作られていますが、大きな負荷に耐える能力を維持するために、空隙の体積は要素全体の体積の40%を超えてはなりません。

特定のグループの製品の製造を目的としたゴムには、製品がその機能的目的を果たし、動作の信頼性を確保するために追加の要件が適用されます。 現在、業界では次の 45 つのグレードのシート ゴムが製造されています。耐熱性、耐酸性、耐アルカリ性 (TMKShch)。 限定的な耐油性および耐ガソリン性 (OMB)。 耐油性ベンゾ耐性 (PMB) は、使用するゴムの硬さに応じて分類されます。ソフト (M) は -90 °C ~ +60 °C の温度での動作用。 中硬度 (C) - -80 °C ~ +60 °C の温度、増加硬度 (P) - -80 °C ~ +XNUMX °C の温度。

6.シーラント

シーラント(シーラント) これらは、建設、住宅および公共サービスシステム、機械工学、家具製造、日常生活、さまざまな修理作業など、ほぼあらゆる場所で使用されています。 シーラントは、ペースト、パテ、または液体の形態のポリマー組成物であり、表面に塗布した後、すぐにまたはしばらくすると、ポリマーベースの加硫の結果として粘度が高くなります。

シーラントの調製には、液体合成ゴムと特殊な添加剤が使用されます。 業界では、建築ファサードシーラント、縫合糸チオコールおよびアクリレートシーラント、建築ゴムシリコンシーラント、アクリルシーラントなど、さまざまなタイプのシーラントが製造されています。 ガラス加工では、チオコール シーラント 7-30M および UT-31 が主に接合部をシールするために使用され、接合部は +18 °C ~ +30 °C の温度で加硫されます。 住宅および共同サービス システムでは、シリコーン シーラント KLT-30 が、-60 °C ~ +200 °C の温度範囲で動作するネジ接続部をシールするために広く使用されています。

近年、DAP、KVADRO、KIMTEC、KRASSなど、外国企業によって製造された多くのブランドのシーラントがロシアに輸入されています。

シーラントは、他の類似材料と比較して、耐湿性、気密性、および耐久性を備えています。 ポリイソブチレンに基づくシーラントは、プレハブの大型パネルの建物の要素間の外部ジョイントをシールするために使用されます。 ゴムのようなシーラントは、エラストマーのグループに属します。

汎用性が特徴で、最も広く使用されているチオコールシーラントです。 ロシアの産業では、次のブランドのチオコール シーラントが製造されています。

1) U-30M。 黒色シーラントペーストU-30、加硫剤No.9、加硫促進剤ジフェニルグアニジンを100:7:0,35質量部の割合で使用直前に混合して供給します。 -60 °C ~ + 130 °C の温度であらゆる気候条件下で、希酸および希アルカリ、液体燃料および空気中で動作する金属 (真鍮、銅、銀を除く) およびその他の化合物をシールするように設計されています。

2) UT-31 - ライトグレーのペースト U-31、加硫剤 No. 9 および加硫促進剤。-60 °C 以上の温度で空気および液体燃料中で動作する金属 (真鍮、銅、銀を除く) およびその他の化合物のシールに使用されます。 +130 °C まで、+ 150 °C まで - 短時間空気中で。 3) 51-UT-36A (接着剤あり) および 51-UT-36B (接着剤なし) - ダークグレーのパテ状ペースト U-36、エポキシ樹脂 E-40 (51-UT-36B の場合)、および二クロムソーダ加硫剤; 楽器製作に使用されます。 +200℃から+300℃の温度で動作するさまざまな接合部や継ぎ目をシールするために、液体シロキサンゴムをベースに作られた耐熱性シロキサンシーラントが使用されます。 新しいシロックス シーラントのブランドは次のとおりです: elastosil 11-01、silpen。 VPT-2L、KL-4、KLT-30、KLSE、VGO-2、KLVAE など。以下のブランドのフッ素含有ゴムをベースにした耐熱性および耐燃料性シーラントも製造されています。 1、VGF-2、51-G-1など

LECTURE No. 13. ガラス。 装飾材料

1.ガラス:無機および有機

さまざまな産業、建設、その他の経済部門では、無機ガラスと有機ガラスが使用されています。 無機ガラス 技術、建設、国内に細分されます。 次に、建築用ガラスは、構造、仕上げ、防音、断熱に分けられます。 表面品質別 ガラスは磨かれたものと磨かれていないもの、着色されたものと無色のものです。 硬化方法による - 通常、焼きなまし、硬化、化学的またはその他の手段による硬化。 プロファイルに応じて、ガラスは平ら、波状、曲がった、プロファイルされた形で製造されます。

ガラス無機 建設は、建設に幅広い用途を見出しています: 壁、ランタン (様々な建物の屋根) のガラス窓用。

無機ガラスは、純粋な石英砂(シリカ)、硫酸ナトリウム、石灰石を含む溶融物を冷却することによって得られます。

窓やドアのブロック、パーティションのグレージングの最大の用途は、1 および 2 グレードのシート ウィンドウ ガラスによって受けられました。 このガラスの密度は 2000 ~ 2600 kg/m 3、光透過率 - 84-87%、熱伝導率が低い。 この業界では、グレード 1 および 2 の、無色およびレリーフ パターンを備えた着色された模様付き板ガラスも製造されています。 熱研磨板ガラス、色板ガラス(赤、青、緑、黄色)、滑らか、有色、無色。 滑らかな、溝のある、または模様のある表面。 非強化およびスチールメッシュで強化された(3 つのタイプで利用可能:チャンネルプロファイル、ボックスプロファイル - XNUMX つまたは XNUMX つの縫い目付き、リブ付きプロファイル)。 金属メッシュで強化された板ガラス - 透明で色があり、滑らかで波形、模様が付いています。

有機ガラス - 不飽和ポリエステル樹脂の製品であり、透明なポリマーです。 技術、構造、シート、照明、時計製造に分かれています。 工業用有機ガラスは、メタクリル酸メチルエステルの可塑化および非可塑化ポリマー(コポリマー)であり、さまざまな産業や一般家庭で広く使用されています。 この規格では、TOSP ガラスの XNUMX ブランドが規定されています。 TOSN - 工業用有機ガラス、非可塑化。 TOSS - 工業用有機共重合体ガラス。 テクニカル有機ガラスの物理的および機械的特性: 軟化温度 (厚さによる) - 92 ~ 130 °C、衝撃強さ - 6 ~ 9 kJ/m 2 (6℃での密度9~20kgf)、透明度(厚さ30mmまで) - 85~88%、40℃、1時間の過熱収縮率 - 3,5~4%、引張破壊応力 - 60 -80MPa(600~800kgf/cm 2)、相対破断伸びは 2 ~ 2,5% です。

構造用有機ガラスは 1 つのグレードで製造されます。 SOL - 可塑化有機ガラス。 ST-2 - 非可塑性有機ガラスおよび 55-XNUMX - 共重合体ガラス。 これらのブランドの有機ガラスは、機器や骨材の製造における構造材料として使用されます。

2. シタール、メタルグラス

ガラスセラミック(ガラスセラミック) - ガラスをベースとしたガラスセラミック材料。セラミックに似た結晶構造という点で後者とは異なりますが、結晶がより小さく(数分の1から2~XNUMXミクロンまで)、より高密度に充填されているため、材料の多孔性が排除されています。 シタールは、結晶化を加えて特殊な組成のガラスを溶融し、溶融物をプラスチック状態まで冷却し、ガラス技術手法 (プレス、ブロー、延伸) を使用して製品を成形することによって製造されます。 成形品に特殊な熱処理を施すことにより、ガラスセラミックス特有の微細結晶緻密な組織を形成します。 化学組成に基づいて、ガラスセラミックは次のグループに分類されます。 STL - スポジュメン。 STM - コーディエライト。 STB - ホウ素バリウムおよびホウ素鉛、高シリコン、フォトシタール。 STL ブランドのガラス製品にはリチウムが含まれており、STM ブランドのガラス製品にはマグネシウムが含まれています。 シタールは、透明、不透明、白、クリーム色、色付きのものがあります。 プロパティ別 ガラスセラミックは、化学的耐性、耐摩耗性、光学的、電気的絶縁性、および耐熱性に分類されます。 耐薬品性と耐摩耗性に優れたガラスセラミックスは、高い耐熱性と気液不透過性が要求される煙突、プランジャー、ケミカルポンプの部品、反応器、化学装置の製造に使用されます。 合成繊維の製造では、耐摩耗性のガラスセラミックがスレッドワイヤーや繊維機械のその他の部品に使用されています。 さらに、さまざまな製品の長さと角度を測定するための器具を作るために使用されます。 ゼロに近い TCLE (熱抵抗) を持つ光学ガラス セラミックスは、主に天文用ミラーとレーザーの製造に使用されます。

電気絶縁ガラスセラミック 特に高温での電気的特性により、無線および電子機器および設備の製造、温度と湿度が変化する条件で動作するさまざまな機器、および高電圧モードで動作する絶縁体に使用されます。 ゼロに近い TLCR を持つ耐熱ガラスセラミックは、熱交換器の製造だけでなく、さまざまな熱負荷の下で動作するデバイスの構造材料としても使用されます。

金属ガラス Siトールと同じ構造で、コーティングのみが金属です。 そのようなガラスの製造中に特定の金属化合物が基本組成に追加され(これは金属ガラスの目的と適用分野に依存します)、そこから特別な雰囲気(溶融媒体)内の特定の温度で、金属コーティングが行われますガラス塊の表面に放出されます。 金属ガラスは、主に電気工学で使用されます。

金属ガラスは、ガラスセラミック材料にホットスプレーすることによっても製造されます(たとえば、厚さ0,5〜1 mmのアルミニウムの層を適用します)。 このようなコーティングは、アルミニウムとガラスセラミック材料のTLCに大きな違いがあるにもかかわらず、急激な温度変化に耐えます。

3. 炭素と窒化ホウ素の多形修飾

さまざまな業界で、特に機械工学で広く使用されています。 立方晶ニトリルホウ素(CBN) - 合成ダイヤモンドの製造に特徴的な技術を使用して合成された、ホウ素窒素化合物の結晶立方体修飾。 さまざまな技術的要因により、エルバー、エルバー-R、キュボナイト、イスマイト、ヘキサナイトなど、さまざまな種類の立方晶窒化ホウ素が製造されます。立方晶窒化ホウ素とその種類はカラットで測定され、粒径による分類もカラットに近いです。鋼および鉄基合金の加工に採用される規格。 近年では、最大12mmサイズのCBN多結晶体が得られるようになりました。

窒化ホウ素をベースとした超硬材料である Elbor-R および Ismite は、機械工学で広く使用されています。 切削特性と耐摩耗性の点で、金属セラミック超硬合金や鉱物セラミックに比べて数倍優れています。 CBN-Rカッタは、CBNブランクをカッタ本体に取り付けたトランジションインサートに取り付けるプレハブタイプと、ブランク(CBN-R)を工具本体に充填して直接取り付けるソリッドタイプのXNUMX種類があります。液体(溶けた)金属。 CBN-Rを使用することで、高い生産性と処理面の清浄度が得られます。 CBN-Rは高硬度鋼を研削ではなく旋削で加工する場合や穴を開ける場合に最も効果を発揮します。

窒化ホウ素(改質)に基づいて得られる超硬材料のイスマイトは、硬化鋼を旋削する際に硬質合金よりも高い耐性を持っています。

炭素の立方晶修飾はダイヤモンドです-酸やアルカリに不溶性で、硬度が高く、カッター、ガラスカッター、金属の硬度を測定するためのチップなどの製造に使用されます。

4. 複合材料

建設を含む国の経済のさまざまな分野では、刻んだ木材をベースにしたさまざまな複合材料が広く使用されています。

チップボードは、バインダーと混合された木材粒子をホットプレスすることによって作られます。 このようなボードは建築や家具の製造に広く使用されています。 スラブ寸法: 長さは 1830 mm ~ 5680 mm、幅は 1220 mm ~ 2500 mm、厚さは 8 mm ~ 28 mm。

物理的および機械的特性に従って、パーティクルボードは次のグレードに分類されます。P-A および P-B - 規則的でキメの細かい表面の表面品質に応じて。 表面処理の程度に応じて - 研磨および未研磨。 疎水性の観点から、通常の耐水性と増加した耐水性を備えています。 欠点が XNUMX つあります。それは、層に垂直な引張強度が低いことです。

ウッドファイバーボード 針葉樹と落葉樹の加工から出る廃棄物を利用して作られています。 木質繊維板は密度と曲げ強度に応じて、軟質(M-4、M-12、M-20)、半硬質(PT-100)、硬質(T-350、T-400)、超硬 - ( ST-500)。 技術的特性に応じて、耐生物性、耐火性、耐湿性、吸音性に優れています。 軟質繊維板は、壁、間仕切り、天井、床間天井などの断熱および遮音材として建築に使用されます。半硬質繊維板は、住宅および公共施設の外装壁および天井に使用されます。 硬質繊維板および超硬質繊維板は、家具の製造(キャビネット家具の背面壁、引き出しの底など)、建築分野(外装壁、天井など)で広く使用されています。このようなボードは厚さ 2,5 で製造されます。 -10mm。 中硬質繊維板は、海外では「MDFボード - 中密度ファイアブランド」というブランド名で厚さ10~30mmで大量に生産されており、合板や天然木の代替品としてモダンな家具の製造に使用されています。

近年、木質コンクリートから作られたさまざまな製品が建設に広く使用されています。木質廃棄物、結合剤であるポルトランドセメント、添加剤である塩化カルシウム液体ガラス、硫酸アルミニウム、石灰を使用して作られています。

アルボライト 壁パネル、さまざまな断熱製品の製造に使用されます。

農村部の木造住宅や農場、各種建物の建築における囲い込み構造として、 セメント板, 木材の削りくず、ポルトランドセメント、化学添加剤を使用して作られています。 スラブは次のサイズで製造されます: 1200? 3600 mm、厚さ 8 ~ 25 mm。 密度は 1100 ~ 1400 kg/m の範囲にあります。 3、曲げ強度 - 9-12 MPa。

成形容器の製造に広く使用されています 木材接着剤組成物, 砕いた木材と、パラフィンを添加した尿素ホルマール脱水樹脂の結合剤で構成されています。

5.合成表面材

過去020年間で、さまざまな合成フェーシング材料がオフィスのインテリア、さまざまな施設、屋外作業に広く使用され、希少なスライスされたベニヤに取って代わりました。さらに、仕上げ技術、特にそのようなフェーシングが大幅に簡素化されました。接着剤およびポリマー材料に基づく装飾フィルムとしての材料(in)。 現在、「本物の」細孔を模倣したフィルム材料を得る技術が使用されています。 このようなPDSOおよびPDOブランドのフィルム(接着剤層なし)は、家具のベニヤリング、自動車の室内装飾に使用されます。 フィルムPDO-A-XNUMXは、航空機のキャビンを仕上げるために航空業界で使用されています。

ポリマー材料に基づくフィルムは、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエステルなどの組成物から作られています。

上記のフィルム PDO と PDSO はポリ塩化ビニル (輸入も) です。

最近では、優れた性能特性を持つポリフッ化ビニル フィルム (PVF) が、さまざまな木材製品 (ドア パネル、家具) だけでなく、壁やパネル、インテリア要素のベニアにも使用されています。 これらの目的のために、PVFフィルムに加えて、Skochによって製造された塩化ビニルと酢酸ビニルグレードVAの共重合体に基づく自己接着フィルムが使用されます。 これらのフィルムは、透明で着色され、メタライゼーション効果があります。

さまざまな消費者の間で大きな需要があります 保護粘着テープ ポリマーベースのタイプ LT-38、LT-50 は、パネルを仕上げるときに塗料やワニスの滴りから端材を保護するために使用されます。 粘着テープはポリマーベース、つまり厚さ 35 ~ 50 ミクロンのフィルムで、その上に薄い粘着層が塗布されています。

カウンタートップ、窓枠、ドア、衛生設備の製造では、ラミネート(一種の合成表面材)がよく使用されます。 ラミネート 紙を高温でプレスすることにより得られる熱強化ラミネートです。

ラミネートの紙ベースにはフェノール樹脂が含浸され、外層にはメラミンが含浸されています。 ラミネートは耐摩耗性、食品適合性、お手入れが簡単、不燃性、耐湿性に優れています。

家具の張り地には、さまざまなタイプの輸送の仕上げが広く使用されています 人口皮革: 室内装飾用ビニール人工皮革、室内装飾用多孔質モノリシック ビニール レザー、室内装飾用多孔質モノリシック人工皮革など。人工皮革は、靴メーカーの間でも大きな需要があります。

近年、住宅や公共の内装の仕上げに新しい素材が使用され始めています。非常に独創的な人造石で、さまざまなデザインが施されています。 ミネラルアクリル板。 天然石のように硬く、構造が異なり、摩耗に強く、加工が比較的容易です。 寝室の家具、オフィス家具、子供用家具のファサード表面を覆うために、上部のモノリシック表面と下部の多孔質層を有する多孔質モノリシックフィルムも使用されます(厚さは1,2〜1,5 mm、幅は600〜1360 mm、ロールです)長さ - 30〜50メートル)。

6.化粧板

装飾ラミネート 住宅、公共施設、産業施設、さまざまな車両の内装の仕上げ、キッチン、医療および商業用家具の作業面のライニングに長年使用されてきました。 このタイプのプラスチックは、優れた物理的機械的および装飾的特性を持ち、よく加工され、高温、衝撃および摩耗、水、蒸気、および食品および家庭用液体(紅茶、コーヒー、ウォッカ、エチル)の作用に耐性がありますアルコールなど) d.)。 DBS プラスチックの密度は 1,4 g/cm 以上です。 3、引張時の破壊応力 - 63,6 MPa以上、曲げにおける破壊応力 - 98 MPa(グレードAの場合 - 17,6 MPa)、吸水率4%以下、耐熱性 - + 120から+ 140 °C。 DBS プラスチックは、表面の品質と物理的および機械的特性に応じて、グレード A、B、C に分類されます。 グレード A のプラスチックは、テーブルトップなど、耐摩耗性の向上が必要な動作条件で使用されます。 プラスチックグレード B は、それほど厳しくない操作条件下、つまり垂直面の仕上げに使用されます。 装飾材料としてグレードBのプラスチックが使用されています。

装飾ラミネート (DBSP)は、熱硬化性樹脂を含浸させた圧縮紙です。 DBSPの製造では、メラミンホルムアルデヒド樹脂を含浸させた保護層を紙の装飾層(単色またはパターン付き)に適用します。 保護フィルムの製造には、広葉樹または綿から高度に精製されたセルロースが使用されます。

DBSPは、貴重な木材、石、大理石、布地、皮革などを模した単色のさまざまな色の印刷パターンで製造されています。目的によって、これらのプラスチックは構造用、外装用、成形用に分けられます。 構造用 DBSP は 1 mm を超える厚さで、さまざまな設計に使用されています。 フェーシングプラスチック より弾力性があり、厚さが最大1 mmで、仕上げ材として使用されます。 動作条件に応じて、チップボードに面する家具やその他の種類のボードの表面は、XNUMX つの主要なグループに分けられます。

グループ I - 外部環境に直接さらされる商業用およびその他の家具の作業面および前面。

グループ II DBS プラスチックは、湿気、熱、その他の要因に常にさらされていないキッチン、子供用、その他の家具製品の前面に使用されます。

成形された DBSP は、熱と圧力の影響により形状が変化する可能性があります。 複雑な丸い形状や角を持つクラッド形状部品に使用されます。 成形された DBS プラスチックの XNUMX 枚のシートが部品の表面とエッジをカバーします。この技術はと呼ばれます。 ポストフォーミング。

DBS プラスチックは、長さ 400 ~ 3000 mm、幅 400 ~ 1600 mm、厚さ 1,0 で製造されます。 1,3; 1,6; 2,0; 2,5mmと3,0mm。 プラスチックの裏側の厚さは 1,0 です。 1,3mmと1,6mmは粗いはずです。 DBS プラスチックの接着には、PVA、ビスチレート、エポキシ、KN-2 マスチックなど、さまざまな接着剤が使用されます。

LECTURE No. 14. 絶縁材料

1.断熱材の分類

産業施設、土木構造物の建設中、それに伴う熱と給水の通信は、さまざまな種類の断熱材の助けを借りて、負の温度の影響から保護されています。 断熱材を次のように分割します。

1) 建設;

2) 高分子。

建設 断熱材 構造別 あります:

1) 繊維状;

2) 細胞;

3) 粒状。

そして場合によっては 原料:

1)無機物(発泡ガラス、フィラー入り軽量コンクリート、ミネラルウール);

2) 有機物 (フォーム プラスチック、ハニカム プラスチック、フィブロライト、木材繊維、ピート スラブなど)。

3) 高分子。

上の 形と外観 断熱材は次のように分類されます。

1) ピース (スラブ、半円柱、ブロック、軽量レンガなど);

2) 丸めてひも状にしたもの (ひだ、マット、ひも)。

3)ルーズアンドルーズ(ガラスとミネラルウール、パーライトサンドなど)。

上の 剛性 断熱材は次のように分類されます。

1) 硬く、剛性が高くなります。

2) 堅い;

3) 半硬質;

4) 柔らかい。

上の 熱伝導率 それらは次の XNUMX つのクラスに分けられます。

1) A - 熱伝導率が低い。

2) B - ミディアム;

3) B - 増加。

断熱材の主な指標は熱伝導率であり、それらのほとんどは0,02〜0,2 W / mの範囲にありますか? ℃。

上の 可燃性 断熱材が製造されます:

1) 耐火性;

2) 燃焼が遅い。

3) 可燃性。

ポリマー 断熱材は次のように分類されます。

1) 剛体、圧縮強度 5 сж = 0,15 MPa;

2) 半硬質;

3) 弾性 5 сж = 0,01MPa。

建設用のポリマー断熱材は、耐久性があり、幅広い変形特性を持ち、化学的および耐水性があります。

2. 断熱・遮音材の種類

直径15〜25 mmのパイプラインと対応する遮断弁の断熱には、KhPS-T-5,0およびKhPS-T-2,5グレードの廃ガラス繊維からのキャンバスステッチ生地が広く使用されています。 +450 ° C の最高温度の場合、平均密度は 400-500 kg/m 3、熱伝導率 - 0,053 W/(m × °C)、+ 300 °C までの温度向けに設計されており、燃えにくくなっています。

合成バインダー ブランド MT-35 のガラス ステープル ファイバーで作られたマットは、直径 57 ~ 426 mm のパイプラインの断熱用に設計されており、平均密度は 60 kg/m です。 3、熱伝導率 0,047 W/(m × °C)、最高使用温度 +180 °C、難燃性。

ミネラルウールグレード200で作られた断熱コードは、直径108 mmまでのパイプラインと遮断バルブをそれぞれ断熱するために使用され、密度は220 kg / mです。 3、熱伝導率 0,056 W/(m × °C)、最大適用温度 +150 °C ~ +600 °C、ファイバーグラスシェルで耐火性、その他の場合 - 耐火性。

近年、ロシアではURSAガラス短繊維を使用した断熱材が広く使用されています。 URSA製品は、あらゆるタイプの建物の建設、設備やパイプライン、車両の断熱に使用されています。 密度が 13 ~ 75 kg/m のロール、プレートの形で製造 3 および密度が 10 ~ 25 kg/m のマット 3、厚さ40〜140mm。

現在、ロシア製の断熱材ペノフィルは、さまざまな消費者の間で大きな需要があります。 この材料は、ポリエチレンフォームと研磨されたアルミホイルコーティングで構成されており、熱伝導率が低く、水蒸気の拡散に対して高い耐性があります。 壁、床の断熱、給水および暖房システムのパイプライン、タンク、バルブの断熱などに使用されます。

イタリアの技術を使用して、ロシアの OJSC 「Kinex」は、閉じた均一な気泡構造を持つ発泡プラスチックである押出ポリスチレンフォーム「ペノプレックス」を製造しています。

断熱性は発泡粘土コンクリートや発泡コンクリートより5~10倍、グラスウールや鉱物繊維板より2~3倍優れ、密度は30~45kg/mです。 3、スラブは、幅600mm、長さ1~4.5m、厚さ30~100mmを有する。 屋根、床、住宅および公共の建物の地下室、プールなどの断熱に使用されます。遮音には、PVC-E、ビニロポール、D、M、および C グレードの弾性ポリ塩化ビニル フォームが使用されます。細胞の気孔率。 半硬質ポリスチレン フォームと vinipor PZh は、吸音特性を持つプロファイル製品の製造に使用されます。

防音材も次のとおりです。PE-2フォーム、PE-5およびPE-7フォーム。 それらは断熱にも使用されます。 吸音および防音の建築材料および製品は、断熱材に使用されるのと同じ材料である可能性があります:グラスウール、ミネラルウール、さまざまな種類およびブランドの発泡プラスチック。

3. 防水材

建設、住宅および公共サービスシステムでは、建物の構造、建物、構造物を水や化学的に攻撃的な液体(アルカリ、酸など)の有害な影響から保護するために設計されたさまざまな防水材が広く使用されています。

目的地へ 防水材は、ろ過防止、腐食防止(金属)、塗料とワニス、ガラスエナメル、酸化膜、ゴム、プラスチック、ビチューメン潤滑剤、シーリング(ペースト、パテ、または溶液)に分けられます。 基材の種類に応じた防水材は、アスファルト(ビチューメン、アスファルトマスチック)、鉱物(セメント、マグネシア結合剤、ドロマイト、石灰ネフェリン結合剤など)および金属です。

次の防水材は、建設、住宅、公共サービスシステムで広く使用されています:フィルム(ポリエチレン、ポリプロピレンなど、特に「PIL」 - 接着層付き絶縁フィルム)、ロープ、および板状(ポリイソブチレン、ゴム) )、マスチック(アスファルト、ポリイソブチレン)、ロールド(グラシン、屋根ふきフェルト、屋根ふきフェルト)。

マスチックおよびロール防水材は、人工ベースで、天然素材、ロープ、フィルムをベースに、ポリマーベースのみで作られています。

有機バインダーをベースにした優れた防水材は、 瀝青。 天然ビチューメンは黒い物質で、無臭で、+ 35-90 ° C の温度で柔らかくなり、冷却すると再び固まります。 人工瀝青は、天然瀝青(残留タール)を蒸留するか、廃油を精製して得られるもの(再生タール)から得られます。 ビチューメンに基づいて、優れた防水材であるマスチックRB(ゴムビチューメン)が用意されています。 壁に防水コーティングを施す前に、セレスサイト、液体ガラス、アルミン酸ナトリウムを加えたセメントモルタル(耐硫酸セメントを使用)で基礎を防水します。

さまざまな建築構造物の防水性能に最大の用途が見つかりました フィルム高分子材料, 同社は XNUMX つのブランドを生産しています。「T」 - 仮設構造物や保護シェルターの建設中の防水用。 「B」と「B」 1" - 埋め立ておよび水管理構造物の防水に使用するため。 "M" - 技術的な防水用。防水ポリエチレンフィルムは、厚さ0,015〜0,5 mm、幅800〜6000 mm、長さ50 m以上で製造されます。密度910~929kg/m 3。 建築業者は、汎用(グレード「ON」)および防水(グレード「P」)用のポリ塩化ビニルフィルムの需要が高いです。防水グレード「P」の特殊フィルムには次の特徴があります:厚さ 0,03 ~ 0,27 mm、幅 - 15 g /分 2、吸水量 - 0,5%; 引張強度 - 8-19 MPa。

屋根の防水を行うときは、原則として、技術によれば、ビチューメン、ゴム - ビチューメンマスチック、ブランド「P」のルベロイドフィルム、ハイドロゾルなどの防水材料が複合体で使用されます。

4. 電気絶縁材料

国全体の産業および経済のほぼすべての分野でさまざまな電気設備が広く使用されていることを考慮して、電気絶縁材料が広く使用されるようになりました。 電気絶縁材料の最も重要な特性は、高い電気抵抗です。 電気絶縁材料 気体(空気、各種ガス)に分けられます。 液体(さまざまな油および有機シリコン液体)および固体 - 有機起源(樹脂、プラスチック、パラフィン、ワックス、ビチューメン、木材)および無機起源(雲母、ガラス、セラミックなど)。 雲母などの電気絶縁材料は、いわゆるシート状アルミノケイ酸塩という造岩鉱物のグループに属します。

電気絶縁材料としてのマイカは、次の 2700 つのタイプに分けられます: 金雲母密度 - 2850-XNUMX kg/m 3 硬度、鉱物学的スケール 2 ~ 3、黒雲母密度 - 2700 ~ 3100 kg/m 3、硬度、鉱物学的スケールで2,5-3。

最も広く使用されている電気絶縁材料は、有機合成によって作成されたものです。 これらの材料は、所定の電気的、物理化学的、機械的特性によって特徴付けられます。 電気絶縁材料には、テトラフルオロエチレンの重合生成物であるフッ素樹脂-4が含まれます。これは、白色で凝集しやすい粉末または板の形で製造されます。 フッ素樹脂-4は目的に応じて次のグレードに分類されます。 「P」 - 電気絶縁フィルムおよびコンデンサフィルムの製造用。 「PN」 - 信頼性が向上した電気製品の製造。

さまざまな電気製品の製造によく使用されます キャストポリアミドコポリマー グレード AK-93/7、AK-85/15、および AK-80/20 - 「AG」塩とカプロラクタムの共同重縮合の製品。 ポリアミド キャスト コポリマーの誘電率は 10 6 蒸留水中に24時間放置後のHzは4~5、表面電気抵抗値(初期状態)は1×10 14 -1×10 15 オーム × cm

ヘキサメチレンジアミンとセバシン酸の塩の重縮合生成物である射出成形ポリアミド 610 は、長年にわたって電気絶縁製品の製造に使用されてきました。 製品は、ポリアミド 610 を使用し、3 ~ 5 mm の白と淡黄色の顆粒の形で射出成形によって製造されます。 ポリアミド 610 には次の指標があります: 体積電気抵抗 - 1 × 10 以上 14 オーム×cm、耐電圧 - 20 kV/mm 以上。

電気絶縁材料には、数十年にわたって使用されてきたアミノプラストが含まれます。これは、アミノ樹脂(ホルムアルデヒドと尿素、メラミン、またはそれらの組み合わせとの熱硬化性縮合生成物)をベースにして得られる尿素およびメラミンホルムアルデヒドの塊を、充填剤(有機、鉱物、またはそれらの組み合わせ)を使用して圧縮したものです。それらの組み合わせ)。 アミノプラスチックはいくつかのグレードで製造されています。MFB - 照明グレード、MFV - 電気絶縁特性が向上しており、体積電気抵抗率は 1 × 10 です。 11 -1×10 12 オーム × cm

5. 潤滑剤

規格に従って、潤滑剤は、起源、物理的状態、添加剤の存在、目的、使用温度によって分類されます。

原産地または原材料別 潤滑剤は次のように分類されます。

1) 鉱物由来の炭化水素を天然の状態で、または加工の結果として混合することによって得られる鉱物潤滑剤。

2) 石油潤滑剤 - 石油原料に基づいて得られる精製油。

3) 合成潤滑剤 - 合成によって得られる材料;

4) 植物性潤滑剤 - 植物由来の材料;

5) 動物由来の原料から得られる動物性潤滑剤。

体調による 潤滑剤は、気体、液体、プラスチック、固体に分けられます。 目的地へ 潤滑剤は次のように分類されます。

1)内燃機関(キャブレター、ディーゼル、航空など)用に設計されたモーター。

2)トラクター、自動車、自走式およびその他の機械のトランスミッションに使用されるトランスミッション。

3) 産業用、主に工作機械用。

4)さまざまな機械の油圧システムで使用される油圧。

5) 特殊 - コンプレッサー、器具、円筒形、電気絶縁、真空など

適用温度による 上記の潤滑剤の中には、低温(温度が+ 60°C以下のユニットの場合)-機器用、工業用などがあります。 +150〜+200℃の温度で使用される中温 - タービン、コンプレッサー、シリンダーなど。 +300°C以上の温度にさらされるユニットで使用される高温。

現在、主な潤滑剤は鉱物油と、石油原料、グリース、切削油に由来する潤滑剤です。

メカニズムのアセンブリユニット、さまざまな機械のエンジンで使用される場合に潤滑剤が実行する必要がある主な機能:部品の摩擦面の摩耗を減らします。 非生産的なエネルギー損失を減らすのに役立つように、合わせ面間の摩擦力を減らします。 作動混合物と燃焼生成物がクランクケースに侵入するのを防ぎます。つまり、シリンダーピストングループの圧縮を改善します。

すべての鉱物油 製造方法と組成による 留出油、残留油、混合油、添加油の 8 つのグループに分けられます。 国内産業は以下のモーターオイルを生産しています: ディーゼルエンジン用 - M-XNUMX-B 2、M-8-G 2、M-8-G 2 Kなど。 キャブレターエンジン用 - M-8-A、M-8-B、M-12-G 1

近年、ESSO、TEBOIL、MOBIL、CASTROLなど、多くの輸入モーターオイルが小売業に登場しています。

ロシアの産業はさまざまなグリースを生産しています。 多目的; 高温 (CIATIM-221S、PFMS-4S など)、低温 (CIATIM-201、ZhRO、UNIOL-3M など) およびその他の多くの特別なアプリケーション。

6. 屋根材の種類

さまざまなタイプの建物の屋根に使用される材料は、ロール状(屋根用フェルト、屋根用フェルト、グラシンなど)、ピースまたはシート(タイル、タイル、スレートなど)、およびマスチック(アスファルト、タール、ゴム)に分類されます。 -「RBC」およびポリマーマスチック)。

原材料の種類に応じて、屋根材は次のように分類されます。 オーガニック - ルーフィング フェルト、ルーフィング フェルト、木製ルーフィング タイル、テスなど 金属 - 亜鉛メッキおよび非亜鉛メッキ屋根鋼。 構成成分(バインダーまたはバインダー)の種類別 - オン 瀝青の (屋根材、ガラス屋根材、グラシン)、 タール (屋根のみ)、 ポリマー - マスチックゴムビチューメン、ビチューメンポリマー、ポリマーなど

近年、様々なタイプのフラットや 段ボール、タイル、シート; 圧延、合成材料、 ポリイソブチレン、ポリエチレン、エポキシ、フェノール樹脂をベースにしたものを含みます。 加えて、非腐敗ベース上に構築されたタイプの新しい効果的な屋根材および防水ビチューメンおよびビチューメンポリマー材料が現在使用されています。 強力で弾性のあるベース上の新しいビチューメンポリマー材料には、イソプラスト、バイクロプラスト、ドネプロフレックス、ルベマスト、フィリゾールなどがあります。これらの材料の利点は、ビチューメン、ポリマー添加剤、およびフィラー。

現在まで、農村、集落、および一部の都市建設の屋根材として、焼いた粘土 (粘土タイル) で作られたタイル、または固いコンシステンシーのセメントと砂の溶液 (セメント タイル) から作られたタイルが使用されています。 このようなタイルは耐久性と耐火性に優れていますが、密度が高いため壊れやすく重くなります。

近年、屋根材としてフィンランドのRANNILA STEEL社製の金属瓦が使用され始めています。 これらのタイルは、厚さ 0,5 mm の溶融亜鉛メッキ鋼板でできており、日光や温度変化に耐えることができる着色ポリマーの層でコーティングされており、金属タイルのこのポリマー コーティングにより、耐水性が確保され、冬には重い雪の層を転がり落ちます。 現在、新しいオリジナルの屋根材が登場しています - ベラルーシの会社Poleznaya Kompaniya TM によって製造されているビチューメン屋根板です。 これらのタイルは、傾斜屋根を覆うように設計されており、ガラス繊維で強化された酸化アスファルトから作られています。 ベラルーシのもう一つの目新しさはポリマーコンクリートタイルで、これは完全に防水性があり、耐久性と耐霜性の点で少なくとも50年の使用に相当します。

ロール屋根材を敷設するときは、ポリマーおよびアスファルトポリマーのコールドマスチックが使用されます。MBKブランド - ブチルゴムをベースにしたブチルゴム。 BLK ブランド - ビチューメンラテックス - 頁岩ビチューメン製品をベースとしています。

リストされたマスチックを使用すると、防水加工を施した屋根を取り付けるプロセスが簡素化されます。

7. 面材とその用途

現代の建築では、建物やさまざまな構造物の操作性と装飾性を向上させるために、さまざまな外装材が広く使用されています。 表面材は、セラミックス、プラスチック、ガラス、天然石、石綿セメント、特殊モルタルから作られています。 過去XNUMX世紀に最も一般的な外装材は、ガラスとセラミック タイル、貝殻岩のスラブ、大理石、花崗岩、火山凝灰岩でした。

XXI世紀の初めに。 面材として登場し、広く使われるようになった プラスチックパネル プラスチック(PVC)ベース。 これらのパネルは、住宅やオフィスで、湿度の高い部屋を仕上げるために使用されます。 このようなパネルには多くの利点があります。耐久性。 変形しないでください。 100% の耐湿性があり、特別なお手入れは不要で、お手入れも簡単です。 環境に優しい素材で作られています。

現在、さまざまな消費者の間で大きな需要があるのは ポリ塩化ビニールのクラッディングによって浮彫りにされるシート, 公共および工業用建物の敷地内の壁および天井の仕上げ用に設計されています(子供および医療機関を除く)。 これらのシートは、次の XNUMX 種類で構成されています。

1) 単層単色;

2) 単層多色;

3) 二層単色;

4) 二層マルチカラー。

すべてのタイプのシートの長さは300〜2000 mm、幅は300〜1000 mm、厚さは0,4〜2 mmです。 前面が滑らかまたはエンボス加工された、さまざまなレリーフ図。

近年、相対湿度60%以下の建物の壁や吊り天井の内装に広く使用されています。 リン酸石膏の装飾板、 リン酸石膏をオートクレーブ処理して得られた石膏バインダーから作られています。

XNUMX世紀の終わり。 非常に独創的な仕上げ材の生産を開始しました - ガラスの壁紙 Alaksar社(モスクワ)によって実装された撥水効果と吸音効果があります。 この壁紙は耐久性があり、お手入れが簡単で、色あせせず、20種類の美しいパターンがあります。 それらはスウェーデンで数年間使用されており、高い需要があります。

ヨーロッパやロシアで絶大な人気を獲得 張り天井、吊り天井 フィルム、グラスファイバー、ミネラルウールボード、ポリスチレン、アルミニウムパネルなど、さまざまな素材から。

ストレッチフィルム天井 アパート、オフィス、バー、レストラン、プールなどの装飾に使用されます。

グラスファイバー天井 吸音性に優れ、エコー効果を低減するため、会議室、スポーツルーム、ショッピングルームなどの広い部屋の仕上げに使用されます。

最も人気のある仕上げ材 - 壁紙 さまざまなタイプ - フォーム、ビニール、シルクスクリーン印刷、両面およびシンプルな壁紙 - 紙。 近年の新製品 - 薄板 ガラス質の釉薬 マルチカラーパターンと粘着ベース付き - 壁の外装に使用されます。 この素材は「onliglas」と呼ばれ、スペインの企業 Tres Estilos によって製造されています。

LECTURE No. 15. 接着剤

1. 接着剤の分類とその要件

経済のさまざまな分野で、天然(天然)または合成接着剤に基づいて作られたさまざまな接着剤が広く使用されています。

天然接着剤 動物、植物、鉱物由来の接着剤に細分されます。 動物由来の接着剤の出発原料は、動物の組織、骨、血液、乳です。 もち米、カゼイン、アルブミン糊は、指定された原材料から得られます。 植物由来の接着剤の原料は、マメ種子タンパク質、デンプン、天然樹脂、ゴム、デキストリンです。 接着剤ミネラル - ケイ酸塩、アスファルト、瀝青。 合成樹脂は、合成接着剤の原料です。 合成接着剤は、天然変性ポリマーまたは合成ポリマーを水またはアルコールに溶かした溶液です。

反応性により、接着剤は熱硬化性接着剤、熱可塑性接着剤、分散接着剤に分けられます。

次に、熱硬化性接着剤は、メラミン、エポキシ、レゾール、ポリウレタン、ポリエステル、尿素 - ホルムアルデヒド、フェノール - ホルムアルデヒドに分けられます。

К 熱可塑性接着剤 皮膚、骨、ホットメルト接着剤、ニトロセルロース、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニルなど

ゴム系接着剤 接着剤の独立したクラスに割り当てられています。 これらには、ラテックスおよびゴム系接着剤が含まれます。

接着剤は、家具の製造、靴の製造、および建設で広く使用されています。 建設では、建築構造物のさまざまな仕上げ材を固定するために接着剤が使用されます。 航空産業や自動車産業、旅客鉄道車両や地下鉄の装飾に、さまざまな接着剤が使用されています。

接着剤には、単一成分、既製の接着剤、または主に消費時に調製される複数成分 (特にエポキシ接着剤) があります。 接着剤は接着する素材に応じて分類されます。 靴 - 革、ゴム、合成皮革の接着用。 金属と非金属の接着用。 断熱生地とそれを他の素材に接着する。 木材の接着、合板の製造などのポリマー。

すべての接着剤は、次の要件の対象となります。 保存中の高い安定性と生存率; 高い湿気、耐水性; 非毒性; 経時的な機械的強度の保持。

家具の製造において、接着接合部の強度は、チッピング中の接着継ぎ目をテストすることによって決定されます。家具製造の技術条件に従って、接着材料は、乾燥状態で接着層のチッピングに対する引張強度を提供する必要があります。少なくとも1MPaに直面する場合、それ以外の場合は少なくとも2MPa。

接着剤の耐水性 - ほぼすべての接着剤にとって最も重要な要件。 この指標によれば、接着剤は耐水性、耐水性向上、限定的耐水性、非耐水性に分類されます。 防水接着剤は主に合成、限定的な防水性 - カゼイン、非防水性 - 粘着性です。

2. 合成熱硬化性接着剤

合成熱硬化性接着剤 ほとんどの場合、比較的高い温度 (最大 +100 °C) での重縮合または重合反応によって硬化します。

木工産業および家具製造では、次のグレードの尿素 - ホルムアルデヒドホットグルー接着剤が広く使用されています。家具製造では KF-Zh。 同様の接着剤 KF-B (+100 °C で 25 ~ 40 秒間硬化)、カルバミド-ドホルムアルデヒド接着剤「Kleiberit 871」を輸入し、合板と面材を接着するためにドイツの会社 Kleiberit ホットプレスで製造しました。 熱硬化型接着剤には、金属やガラスパックの接着に使用される VK-32-EM、D-15、D-23、D-43 のブランドの接着剤が含まれます。

家具の製造および建設では、次のような合成熱硬化性接着剤が使用されます。 フェノールホルムアルデヒド и レゾルシノールホルムアルデヒド。 これらの接着剤は、加熱温度が +60 ~ 80 °C の冷間または温間硬化モードで使用されます。

これらには、SFZh、FR-12、FR-100、DFK-1AM などのブランドの接着剤が含まれます。リストされた接着剤は、木材と金属やプラスチックを接着するための家具の製造、ドアや窓ブロックなどの製造のための建築で使用されます。 .; +20 °C の温度での硬化時間は 5 ~ 25 時間です。

さまざまな業界で広く使用されています フェノールポリビニルアセテート接着剤 BF-2、BF-4、BF-6: BF-2 および BF-4 は、木材、ポリスチレン、金属、ガラス、セラミックを接着します。

さまざまな消費者の間で大きな需要があるのは フェノールエポキシ接着剤 グレード FE-10 および FR-10 は、最高 +250 °C の温度で動作する構造物で金属、さまざまなプラスチック、およびその他の材料を接着するために使用されます。 高い接着強度、耐湿性、耐薬品性を提供 エポキシ接着剤 dianova樹脂、ED-20、ED-22、ED-16およびE-40に基づいて作られています。 プラスチックの接着に使用される変性エポキシ樹脂に基づくグレードK-160、K-176の接着剤。 漆塗りの表面に木とプラスチックの要素を接着します。

変性エポキシ樹脂に基づいて、PEDおよびPED-6接着剤が製造され、木材をプラスチックで接着し、ポリ塩化ビニルプラスチックを金属および鉄筋コンクリート製の建築構造の表面に固定するために使用されます。

ロシアの産業は高品質を生み出します ポリウレタン接着剤 グレードPU-2、PU-2M、PU-UV、VK-5 VK-11は、ガラス、セラミック、木材、金属、強化プラスチック、さまざまな高分子材料の接着に使用されます。

ドイツの会社 Kleiberit は PU-501 接着剤を製造しています。これは、鉱物建築板、セラミック材料、木材の層状接着などの接着において最大の効率性があるため、高い需要があります。同じ会社は、膜プレス用の XNUMX 成分ポリウレタン接着剤 PU を製造しています。 、耐熱性、耐湿性、耐蒸気性が向上しています。

3. 合成熱可塑性接着剤

熱硬化性接着剤と同様に、建設や家具の製造を含む経済のさまざまな分野で、分散液、溶液、およびホットメルト接着剤の形で使用される合成熱可塑性接着剤が広く使用されています。発泡ポリスチレン、ポリビニルで木製部品を接着する場合塩化物の泡; あらゆるタイプの仕上げ作業の生産に。

熱可塑性接着剤と熱硬化性接着剤の違いは、接着剤系に高分子鎖の直鎖構造が保持されており、化学反応なしで結合が行われることです。

熱可塑性接着剤 ポリ酢酸ビニル、ホットメルト接着剤、ポリ塩化ビニル、メチノールポリアミド、ポリメチルメタクリレート、ニトロセルロースに分類されますが、これらの接着剤の欠点は耐熱性が低いことです - +40 °Cの温度で軟化し始め、+60 - 70 °C になると接着接合部の強度が急激に低下します。 分散液の形のポリ酢酸ビニル接着剤は、次のブランドで製造されています: PVA、D 50 N、D 5 °C、D 50 V など。最も一般的な PVA 接着剤は、家具の製造や日常生活でフィルムを接着するために使用されます。さまざまな表面の仕上げ材、木製品、紙、ボール紙、ガラス、磁器、革などの接着。

長年にわたり、建築や日常生活において、アルカリセルロースとモノクロロ酢酸ナトリウムまたはモノクロロ酢酸を反応させることによって得られるCMC(カルボキシメチルセルロースナトリウム、市販のセルロースグリコール酸のナトリウム塩)などの合成接着剤が大量に使用されてきました。 CMC - 木材パルプの化学処理の製品。 バインダーとして使用されるCMCの利点は次のとおりです。顔料とよく混ざり、色が変わらず、デンプン、デキストリンとも混ざります。 乾性油と一部のワニスを乳化します。 生物学的安定性があります(ほとんど腐りません)。

近年、家具の製造や建設では、ドイツの IGeiberit 社が製造する、次のブランドのさまざまな非常に効果的な合成熱可塑性接着剤が使用されています。 「Kleiberit 303」 - ポリ酢酸ビニル分散液をベースにしており、接着 (ホットおよびコールド) を目的としています。硬くて熱帯の木材、積層板、ほぞ接合。 組立用接着剤「Kleyberit Euroleim-300」 - ポリ酢酸ビニル分散液をベースとした汎用品。 ケース、積層材料で作られたボード、MDF ボードなどの接着に使用されます。接着剤「Tempo-305」、「Tempo-332」、「Tempo-338」、「Tempo-347」 - それらはすべてポリ酢酸ビニルをベースとしています。分散; ラミネートされたポリマープラスチックとラミネートの層を接着するために使用されます。 同じ会社 (Kleiberit) は、次のようないくつかのブランドの高品質ホットメルト接着剤を製造しています。 SK-774.4; SK-774.8; SK-777; SK-779.6; SK-779.7(いずれも顆粒)。 +782.1 °C ~ +105 °C の温度で軟化します。 +115~+200℃の温度で適用。 これらは、家具の製造において、ベニヤ、装飾要素、フィルム材料を接着するため、また、輪郭部品やエッジを裏打ちするときに使用されます。

4. ゴム系接着剤

XNUMX世紀末からXNUMX世紀初頭にかけて、建築、靴、家具の生産に長年携わる。 に基づいて製造された広く使用されているゴム系接着剤

天然または合成ラテックスおよび溶液ベースのゴムコンパウンド。 最も一般的なのは、メタクリル酸メチルとポリクロロプレンを含むジビニルコポリマーをベースとしたラテックス接着剤です。グレード KL-1、KL-2、KL-3 は、パネル部品を木製ベニヤ、紙ベースのフィルム、およびポリ塩化ビニルで裏打ちするときに使用されます。

長年にわたり、SKS-41 GP ラテックスの最大 65 質量部を含む、よく知られている接着剤「Bustilat」が建設に使用されてきました。 リノリウム、テキスタイル素材、その他多くの素材のステッカーに適用されます。

ラテックス接着剤 多孔質表面とのさまざまな材料の良好な接着。

日常生活だけでなく、靴や家具の製造においても、有機溶剤中の天然および合成ゴムの溶液に基づいて得られるゴム接着剤は、さまざまな種類と量で使用されています。 これらの接着剤には、各種改質剤、酸化防止剤、可塑剤、硬化剤が添加されています。 溶剤は、アセトン、酢酸エチル、トルエン、メチルエチケトンなどです。これらの接着剤は、ポリウレタンフォーム、スポンジゴム、および木材、段ボール、木質繊維などの接着に使用されます。

靴の製造では、ワークショップ、アトリエ、家庭での靴の修理、および家具の製造において、ナイライト接着剤が常に大量に使用されています。 最も広く (長年) 使用されているグレードのナイライト接着剤: 88N、88NP、88NP-35、および NT で、冷間接着法で使用されます。 最も一般的で最も一般的に使用されている接着剤は 88N と 88NP で、さまざまな靴の素材 (天然皮革と人工皮革、生地、プラスチック) を接着するため、ゴム、発泡プラスチック、生地を互いに接着するため、およびそれらを金属に接着するために設計されています。 、コンクリート、木材。 接着剤 88NP-43 および 88NP-130 は、ゴムおよびフォーム ラバーを金属に、面材および床材を木材および硬質フォーム材に接着するために使用されます。

ロシアの産業は、塩素化クロロプレンゴムとナイライトをベースにしたあらゆる種類の塩素アイライト接着剤を製造しています。 これらのうち、グレードAのナイライト、塩素化ナイライト、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、およびジフェニルグアニジンからなるKS-1ブランドの接着剤が普及しています. これらの接着剤は、グループ88Hの接着剤と同じ場合に使用される。

長い間 (30 年以上) 接着ゴムマスチック KN-2 および KN-3 が建設に使用されてきました。これは、クロロプレンゴム、インデンクマロン樹脂、フィラーおよび溶剤を含む粘性ペースト状の均質な塊です。 マスチック KN-2 は、ゴム製リノリウムとゴム製タイルおよびプレートの接着を目的としています。 マスチックKN-3は、多孔質層、ニトロリノリウム、プロファイル成形品でコーティングを接着するために使用されます。 粘着性ゴムマスチックは可燃性で爆発性があり、有毒物質でもあります。

5. タンパク質接着剤

XNUMX世紀後半。 建設で広く使用されている タンパク質接着剤 - 肉、骨、カゼイン。 家具の製造にも使用されました。 建築では、これらの接着剤はさまざまな塗装組成物の調製に使用され、家具の製造では木材の接着に使用されました。 カゼインは、牛乳が酸っぱくなるとカード塊の形で放出されるタンパク質物質です。 接着剤を得るには、カゼインが(塊として)存在する水に、ソーダ、カリ、またはアンモニアなどのアルカリを加えます。 アルカリの影響でカゼインは溶解し、XNUMX時間後に接着剤が生成され、石灰と組み合わせると消えない塗料が生成されます(着色顔料も加えた場合)。

業界リリース カゼイン糊 必要な成分を加えた粉末の形 - 「エクストラ」(B-107)と「オーディナリー」(OB)の10,6つのブランド。 カゼイン接着剤はかなり強力で弾性のある接合を提供します - 木材の接着強度も同様です:「追加」接着剤の場合 - 7,5 MPa、「通常」(OB)接着剤の場合 - XNUMX MPa。 カゼイン接着剤は、家具の製造において、家具パネルの製造における厚いシート材料の接着、木材の接着、および装飾用ラミネート紙の接着に使用されます。

含まれるタンパク質 コラーゲン接着剤 - 接着物質がタンパク質である肉と骨。 - 動物の結合組織や骨に含まれるコラーゲン。 コラーゲンは冷水中で膨張し、加熱すると接着剤の性質を持つ新しい物質であるグルチンに変化します。 スキングルー ハードとガレルタに分かれます。 硬質接着剤は、タイル、フレーク、チップ、破砕および顆粒の形で製造されます。 皮なめし工場や原料工場から出たたんぱく質廃棄物を水で煮沸し、乾燥させたものが膠です。 (ヘスターは動物の皮の皮下層です。) 皮接着剤は建築や家具の製造に使用されます。 骨のり (コラーゲン)は動物の骨を脱脂して磨いたものから作られます。 この接着剤は、ガレルタ(接着剤ゼリー)、タイル、砕いた顆粒、フレークなど、いくつかのタイプで製造されています。 すべての種類の骨接着剤は、最高、1、2、3 の等級に分けられます。 最初に骨を沸騰させると薄いスープが形成され、それが蒸発して濃い黄色または茶色のゼリーになります. このような接着剤はギャレーと呼ばれます。 骨接着剤をベースにした接着剤溶液は、しばらくすると腐敗する可能性があるため、フェノールやホルマリンなどの防腐剤のXNUMXつが注入されます. 塗装作業では、塗料組成物、プライマー、パテ、潤滑ペーストの調製に骨接着剤が使用されます。

現在、タンパク質接着剤は少量で生産されており、100% の生物学的安定性、高い耐湿性と耐熱性、および低い乾燥収縮性を備えた合成接着剤に置き換えられているため、用途が限られています。 タンパク質接着剤には、これらの性質がありません。

6. 粘着フィルム・粘着テープ

木工産業および家具製造では、過去 XNUMX 年間にわたり、層を有する粘着フィルムおよびテープが広く使用されてきました。

粘着力が長時間持続する粘着剤です。 これらのテープやフィルムは、あらゆる素材の表面に貼ると、押したときに貼り付きます。 粘着フィルムおよび粘着テープは、次の材料をベースにしています。 重さ 20 g/m の亜硫酸紙 2、ポリエチレン、セロファン、布、可塑化ポリ塩化ビニルなど。さまざまな添加剤を含むさまざまなエラストマーやポリマーを使用して、ベースに接着剤層を塗布します。

以下は、木工や木材から家具を製造する際に最も広く使用されています。 粘着フィルムおよびテープ:

1)ベークライトフィルム(GOST 2707)、航空、装飾用およびバーチ合板、家具ブランクの接着に使用されます。 + 150-155°Cの温度と2-2,5 MPaの圧力で接着。

2)ベニヤストリップを全長シートに接着するために設計された粘着テープ(GOST 18251)。 使用前に、テープのコーティングを湿らせます。

3) 紙粘着テープ (TU 13-7309005-669-88)。 製造時にエッジ材に適用し、仕上げ時にシールドのエッジを保護するために使用されます。

4) 粘着テープ LPLO-M (TU OP 13-64-37-83)。 リロード中にペーパーロールの端を接着するように設計されており、含浸プロセス中に巻き取りスリーブへの留め具が破損します。

5)ポリマーベースの粘着テープLT-38、LT-50。 それらは、家具パネルを仕上げるときにワニスや塗料の滴りから縁材を保護するため、および輸送中の機械的衝撃から縁を保護するために使用されます。 これらのテープ(接着剤)は、厚さ5〜38ミクロンのポリマーベースフィルムで、その上に薄い接着剤層が塗布されています。

LECTURE No. 16. 仕上げ材

1.仕上げ材の指定。 仕上げ用下地材

仕上げ材の目的は、建物、さまざまな構造物、家具を環境の影響から保護したり、外観を改善したり、耐用年数を延ばしたりすることです。 建設業において、建物や構築物の外装装飾(エクステリア内)に、 左官工事、大理石、花崗岩、陶器、装飾レンガ、モデリング、装飾画に面しています。 室内装飾(インテリア)にもエクステリアと同じ素材を使用し、 壁紙、リノリウム、建具、合成素材(プラスチック)。

家具の製造では、保護および装飾コーティングのために、さまざまな仕上げ材が使用されます。これらは、目的に応じて主なグループに分類されます。 ペイント レイヤーを作成します。 補助。

プライマー - これらは顔料、充填剤、バインダーを含む組成物であり、顔料含有量が少ない点で塗装組成物とは異なります。 プライマーの目的は、表面の「引っ張り」能力を平準化し、その気孔率を均一にすることです。 家具の製造では、プライマーは樹脂、ニトロセルロース、可塑剤を溶媒混合した溶液の形で使用されます。 施工には次のブランドのプライマーが使用されます: グリフタル酸 GF-032、GF-020 など。 パークロロビニル XB-050、XB-785、ポリ酢酸ビニル VL-02、VL-02A、VL-023A。 家具の製造には次のブランドのプライマーが使用されます: NK、BNK、PE-0155 など。

パテ - これらは、バインダー内の顔料とフィラーからなる、ペースト状の濃厚な粘性混合物です。 それらは、塗装面の凹凸を埋め、欠陥を修正するのに役立ちます。

建設には次のパテが使用されます: MS-006 - アルキドスチレン。 ペルクロロビニル - ХВ-004、ХВ-005 など; ポリ酢酸ビニル; エポキシ EP-0010 など。家具の製造にはさまざまなパテが使用されます。ポリエステル - P7-0025、P7-0059。 エポキシ - EP-0010; ペルクロロビニル - ХВ-004、ХВ-005; オイルおよびアルキドワニスをベースにしたワニスパテ - No. 175、LSh-1、LSh-2; 消費時に準備される接着パテ。

フィラーおよびフィラーの組成物 これらは透明なコーティングの下に塗布され、塗料やワニスの消費量を減らし、コーティングの沈下を軽減します。 以下の充填剤が建築および家具の製造に使用されます: KF-1、類似 - KF-2、KF-3、KF-4。 多孔性フィラー TMB-1、TMB-3、TMB-4 は植物油を含まない一液型ペーストです。 建築や家具の製造では、さまざまな染料が使用されています。 porenbeytsy - 木材を染色するための液体塗料とワニス。 媒染剤(化学薬品 - 鉄、硫酸銅など)。 顔料(さまざまな色の細かく粉砕された粉末)は、顔料粉末を表面に固定するフィルム形成組成物の溶液と混合して使用されます。

2. クリアな仕上げのためのラッカーとポリッシュ

さまざまなワニスとワニスが家具の製造と建設に広く使用されています。 Лаки 有機溶媒または水中の天然または合成のフィルム形成物質の溶液であり、乾燥後、トリミングされる材料への良好な接着性を備えた透明な固体均質フィルムを形成します。 漆は次のように分けられます。 アルコール、ニトロセルロース、ポリエステル、尿素ホルムアルデヒド、 溶媒の蒸発と化学反応の組み合わせプロセスによりフィルムを形成するワニスも同様です。 オイルワニス(乾燥時間とオイル不足のため、使用が制限されています)。 オイルワニス - これらは樹脂の溶液です - ロジン、コーパル、油中のグリフタル酸 - 亜麻仁、麻、桐とその溶剤 - テレビン、キシレン、ホワイトスピリットなどに乾燥機を加えたもの(ワニスコーティングの乾燥を早めるため)。 数種類の尿素アルキドワニスは、家具の製造や建設など、経済のさまざまな分野で広く使用されています。MCh-52、MCh-270、ML-2111 - 家具、スキー板、楽器の仕上げ用。 ML-2111 PM - フィルム材料の仕上げ用。

現在、それらは家具産業および建設で広く使用されています。 ニトロセルロースの高品質ワニス、 ドイツの Herberts 社製: セロナイト​​ D-1009、D-1013。 ニトロラッカーには無限の可能性があり、技術的に非常に進んでいます。 国内企業は、NTs-218、NTs-221、NTs-222、NTs-224 ブランドの冷間塗布ニトロワニスを製造しています。これらは、表面に透明で光沢のあるコーティングを形成します。コーティング。

近年、ドイツの会社 Herberts によって製造されたポリウレタン ワニス「Contracid D-3010」は、高品質の仕上げ、無色、寄せ木細工や厚板の床のカバー、バスルーム製品、キッチン、オフィス家具の仕上げに使用されています。耐摩耗性、耐光性、耐薬品性、耐湿性に優れたコーティングを形成します。 PF-283 (アルキド樹脂の溶液) は、自動車や鉄道車両の金属、明るい色の木材、家具、明るい色の油絵具の内装コーティングに最も一般的に使用されています。

家具業界で広く使用されています ワニス さまざまな種類があります: アルコールおよびニトロポリッシュは、ワニスよりも木材に深く浸透し、光沢と弾力性を備えた非常に薄いフィルムを形成しますが、木目をはっきりと見せることができます。 研磨剤は、研磨体の低濃度溶液です。 アルコールポリッシュ - エチルアルコール中のシェラック樹脂の溶液。最も一般的なシェラック研磨剤は、シェラックの10~20%アルコール溶液(番号13、14、5、16で製造)で、シェラック、ニトロセルロース、および油膜の研磨に使用されます。 ニトロポリタンは、レベリングと研削後にニトロラッカーコーティングを研磨するために使用されます。 国産ニトロポリッシュで最もよく使われているのはNTs-314です。

3. 不透明仕上げ用の塗料とエナメル

さまざまな塗料やエナメルが、建設、家具製造、および経済全体のほぼすべての分野で、さまざまな表面の不透明仕上げに広く使用されています。

塗料 細かく分割された顔料とフィラーをフィルム形成物質の溶液と混合した形で作られています。 目的、皮膜形成物質の種類、顔料、フィラー、すぐに使えるオイル、アルキド、シリケート、オルガノシリケート、水性、パークロロビニル、セメント、その他の塗料がさまざまな色で製造されます。

用途に応じて、外装用と内装用の塗料が製造されています。 外部作業 - レンガ、コンクリート、漆喰などの多孔質の外面、下塗りされた金属表面、および古い塗膜の塗装 - には、次のブランドの合成ポリマーの水性分散液をベースにした水性塗料が使用されます: E-AK-111、 E-VA-17、E-VS-114、E-KCh-112。

モスクワ工場「Svyatozar」(塗料とワニス)は、1990年以来、高品質の塗料を生産しています:ファサード「Svyatozar-15」 - アクリル、マット、白(パステルカラーに着色)。 近年、フィンランド(TIK-KURILA社)、ドイツ(JOBI、KIMEG社)、英国(HAMMERITE社)から多くの輸入塗料がロシアに供給されています。

現在、以下の国産塗料が広く使用されています:油性塗料 MA-15(全色)、水性塗料 VDAK-2180、ファサード塗料 - HV-161、VDAK-1180、KO-815、KO-868、AK- 124、道路標識用塗料 - AK-591; PF-115、VDVA-201、NTs-132、ML-12、VDKCH-224、VD-205、VA-17 - 外部および内部作業用。

エナメル 可塑剤と乾燥剤を添加したワニス中の顔料の懸濁液であり、金属、木材、石膏の外装および内装の塗料と同じように使用されます。

エナメルは、塗膜形成物質の含有量が増加している点で塗料と異なり、コーティングに高い装飾性をもたらします。 エナメルは、次のブランドの完成形で業界によって生産されています:オイル、オイルグリフタル酸 - GF-1426、GF-230など。 ペンタフタル酸 - PF-223、PF-115、PF-266 など。 ニトロセルロース(速乾性、家具製造に広く使用されている) - NTs-132、NTs-25、NTs-11A、NTs-257、NTs-257、NTs-251、NTs-273など。 ポリエステルエナメル - PE-225、PE-276、V-PE-P79など

ペルクロロビニル 化学試薬の作用や大気現象(酸性雨を含む)に耐性のあるコーティングを提供します-XB-124。

オイルグリフタルおよびオイルエナメルは、建物、オフィス、屋内で使用される金属および木材製品の室内装飾に使用されます。

ペンタフタルエナメル 大気の影響にさらされていない金属や木の表面を塗装するために設計された、乾燥剤と溶剤を加えたペンタフタル酸ワニス中の顔料の懸濁液で、家庭の建設に広く使用されています。

4.乾性油

乾性油 油性液体で、表面に塗布した後、乾燥すると、強力な弾力性のある防水膜が形成されます。

乾性油は、ワニス樹脂を含まない植物性乾性または半乾性油、脂肪、および有機製品を処理することによって生成されます。 乾性油は、天然油、圧縮油、複合油、合成油の XNUMX 種類に分類されます。

天然乾性油 植物油を+200〜300℃の温度で処理(調理)し、油に乾燥剤、例えば酸化物、過酸化物、鉛、コバルト、マンガンの塩を加えることによって得られます。 油を加熱し、ドライヤーを加えると、表面に塗料を塗布した後の塗膜の乾燥(硬化)が早まります。 圧縮または半天然乾性油は、酸化、重合、または酸化重合によって植物油を圧縮し、その後溶媒で希釈したものです。 このような乾性油の製造では、大幅な油の節約(最大 45%)が達成されます。

混合乾性油 重合および脱水を受ける乾性および半乾性油に基づいて得られる; 重合油と脱水油の混合物も使用され、主に厚い塗料の調製に使用されます。

合成乾性油 合成樹脂(ポリマー)や各種油を熱・化学処理して作られます。 このような乾性油は、表面に塗布されると硬化し、薄い膜を形成します。 最も重要なタイプの合成乾性油は、アルキド乾性油 (グリフタル酸、ペンタフタル酸) です。 合成乾性油は、厚く粉砕してすぐに使用できる油絵の具を調製するために使用されます。 これらの乾性油には、50% のアルキド樹脂と 50% の乾性油が含まれています。

ナチュラルリネンとヘンプの乾性油 亜麻仁油または麻油に乾燥促進剤(マンガン、鉛、コバルトの乾燥剤)を加えて製造されます。 天然の亜麻と麻の乾性油は、厚く擦られた絵の具の製造と希釈に使用されるだけでなく、塗装作業用の独立した材料としても使用されます。

半自然乾性油オクソール 酸化植物油とホワイトスピリットの乾燥剤の溶液です。 使用される原材料に応じて、「B」 - 亜麻仁油と麻油から製造されます。 「PV」 - ヒマワリ、大豆、ベニバナ、トウモロコシ、グレープオイルから。 外装および内装工事に使用される油性塗料はグレード「B」の乾性油から作られ、グレード「PV」は床を除いて内装工事にのみ使用される塗料です。

乾性油重合 - 天然乾性油の代用; 亜麻仁油を加熱し、溶剤と乾燥剤を加えて圧縮したもの。 XNUMX級およびXNUMX級の建物や構造物の金属、木材、石膏の外装および内装塗装用の厚くすりおろした塗料を希釈するために使用されます。 乾燥剤の存在下で植物油、グリセリン、無水フタル酸の相互作用によって生成されるグリフタル系乾性油は、仕上げ作業にも使用されます. この乾性油は、金属や木材の屋内および屋外塗装用の厚くすりおろした塗料で希釈されます. .

LECTURE No. 17. フロア

1.床の種類

さまざまな建物や構造物の建設中の床のデザインと種類は、建築基準法および規制 (SNiP) によって決定されます。 建物や構造物の目的に応じて、その内部の床は非常に多様になります。木製、ポリマー、セラミック、ガラスとスラグ、アスファルト、ブレシアタイプのスラブをモザイクで覆ったコンクリートなどです。 ブレシアは、エポキシ接着剤のベース上に大理石、花崗岩、セラミックの破片から作られた、400 x 400 mm または 500 x 500 mm の厚板です。

さまざまな商品を運ぶ自動車や電気自動車が稼働する企業の機械工場では、アスファルトの床が 500 枚の金属製の穴あき板または波板で上から覆われています。 500mm以下。 さまざまな企業の生産施設では、特殊なセメントモルタルに基づく大理石チップを使用してモザイク床も設置されています。 そのような床は、クラム成分の溶液を乾燥させた後、特別なグラインダーを使用して研磨されます。

さらに、公共の建物やさまざまな企業の補助ワークショップでは、ガラスシリカ、ガラス微結晶、スラグガラスセラミックのスラブが床材に使用されています。 このような床は、高い装飾性、耐久性、耐アルカリ性、耐酸性が特徴です。

さまざまな化学製造工場の作業場には、耐酸性および耐アルカリ性コーティングを施した多層床が設置されています。 最下層は特殊な特性(攻撃的な環境への耐性)を備えたポリイソブチレンまたはゴムプレートで作られたコーティングで、最上層は特殊な溶液を使用して敷設された耐酸性のセラミックタイルです。

さまざまな建物の衛生設備、バスルーム、ランドリー、ロビー、ホールの床の建設には、さまざまな種類の装飾セラミックタイルがいたるところに使用されています。 フローリングにセラミックタイルを使用すると、長期間の運用が保証され、修理のコストが削減されます(運用中に損傷した床の一部のみが変更されます)。

セラミックタイルで作られた床には、耐水性、耐酸性および耐アルカリ性、優れた耐摩耗性、掃除が簡単、消毒液を使用できる、さまざまなパターン(装飾)が形成されるなどの品質もあります。

近年、リノリウム、ポリマータイル、合成カーペット、セルフレベリングシームレスポリマーコーティングなど、さまざまなポリマーコーティングが床の配置に広く使用されています。 床の総容積のポリマー床は40%を占め、公共の建物、さまざまな産業の補助施設、時にはオフィス、オフィス、アパートに設置されています。

既存の建築基準法によると、木製の床は学校、子供や医療機関、住宅の建物に敷かれています。 これらの床は、床板、床板、寄せ木製品を使用して作られています。 近年、寄木細工の床は、寄木細工の板、寄木細工の板、寄木細工のパネルの形で、オフィスで民間建設に広く使用されるようになりました。 モザイクと芸術的で装飾的なデザイン。

2. フローリングの素材・製品

長い間、住宅の建物、さまざまな建物や構造物の建設中に、板の床が設置され、主にオーク、ブナ、カエデ、トネリコ、カラマツ、トウヒ、パインなどの木製品が使用されていました。シナノキとポプラの木は許可されていません。 木工機械が登場する前は、木の板とブロックを単にはめ合わせるだけでした。 その後、工作機械が発明されてから床材はフライス加工で加工されるようになりました。 床板の前面側がしっかりとフィットするように、床板の下部は1mm狭くされており、一方の端には溝があり、もう一方の端には隆起があります。

米。 11.フローリング用ボード:a - DP-27; b - DP-35; c - バー BP-27

床板には、37次、40次、25次の35種類があります。 40番目のタイプの床板の厚さは通常40? 50 mmで、工業用建物、スポーツホール、および床への負荷が高いその他の施設に木製の床を敷設するときに使用されます。 住宅では、厚さ50の床板? 横棒(木製)に置かれている100 mm - サイズ20の丸太? XNUMXmmかXNUMX?? XNUMXmm。 床板やバーの材料となる木材は、あらかじめ防腐剤や防火剤(難燃剤)を含浸させてあるほか、害虫から床板やバー(丸太)を守るため、有毒ガスで燻蒸する処理が施されています。 + XNUMX°Cの温度までの特別な加熱室または非常に効果的な準備「Ermit」が使用されます(生物学的影響に対する保護と木材の耐火性をXNUMX年間提供します)。

床板とバーには次の要件が課されます: 湿度 12? 3%、透明仕上げの前面の粗さは 80 ミクロン以上、不透明仕上げの場合は 200 ミクロン以上、非顔面の場合は 50 ミクロン以上です。 木製床材の計算は立方メートルで行われますが、その幅は尾根の高さを考慮せずに測定されます。

3.寄木細工の床の材料と製品

近年、個人建築物(コテージ、大邸宅、夏のコテージ)でのピース、モザイク寄木細工、寄木細工板、寄木細工板の使用、および稼働中の建物の床修理の注文が増加しています。 一連の建設では、作業のコストが高く、手間がかかるため、寄せ木細工はめったに使用されません。 寄木細工の床は、通常、住宅施設、公共の建物、工業企業の補助施設に敷かれています。

ブロック寄木細工 オーク材と熱帯木材(グレードA)のほか、ブナ、ニレ、トネリ、ノルウェーカエデ、クリ、シデ、カラマツ(グレードB)の板で構成されています。 ブランド A は最上位のカテゴリに対応し、ブランド B は最初のカテゴリに対応します。 モザイク寄木細工 それはシールドの形で作られ、XNUMXつのタイプに細分されます(スラットをベースに取り付ける方法に従って):

1)P1 - 厚板は、寄木細工の床の後に取り除かれる紙の前面に接着されています。

2) P2 - ストリップの裏側は、伸縮性のある (熱と音を遮断する) 生体抵抗性素材に接着されています。

寄木細工を敷いた後も床構造に残ります。 このタイプの寄木細工は、品質カテゴリ、木材の種類、板の加工に応じてグレード A と B に分類されます。 落葉樹から作られたモザイク寄木細工の板の厚さは8 mm、針葉樹からは10 mmです。 寄木細工の板の長さは100mmから230mm、幅は20mmから30mmです。

寄木細工の床 寄木細工の板で作られていることもあり、ベースのデザインに応じて、次のXNUMXつのタイプに分けられます。

1) PD1 - 相互に垂直に配置された正方形または長方形にタイプされたラスの単層ベース。

2)PD2 - 寄木細工のボードの縦軸の方向に組み立てられたラスで作られた単層ベース。

3) PD3 - 150 層のスラット、またはスラットとベニヤを貼り合わせた 207 層ベースを、互いに垂直な方向に置きます。 寄木細工のボードは、スラットの形のベースと寄木細工のストリップまたはベニヤのカバーで構成されます。 ボード(カバー)上の寄木細工の板の寸法は次のとおりです。長さ - 20〜50 mm、幅 - 6〜XNUMX mm。 厚さ - XNUMX mm。

寄木細工の床の設置には、400?からのサイズの寄木細工パネルがよく使用されます。 400mmから800mm? 800mm、厚さ22~40mm。 これらのボードは、寄木細工のストリップが特定のパターンに従って接着されるベースで構成されます。 寄木細工のパネルの端には、ダボを使用してパネルを接続するための溝が作られます。 このようなボードの寄木細工の板の寸法は次のとおりです:長さ - 100〜400 mm、幅 - 20〜50 mm、厚さ - 6 mm。

近年、芸術的な寄木細工は、VIPサロン、オフィス、コテージ、邸宅、別荘の床仕上げ用のパネル寄木細工の一種として使用されています。 芸術的な寄木細工は、主に XNUMX つの方法で作られます。「寄木細工」 - 色と質感が異なる別々のストリップからパターンを作り、互いにしっかりとフィットさせます。 「インターシャ」(象嵌) - 異なる質感と色の他の樹種の個々の木材の断片が、木材の前面層の主な背景に挿入されます。

4. 床用高分子材料および製品

数十年にわたり、ポリマー材料と製品は、公共の建物や産業企業の補助施設の床の設置に広く使用されてきました。 ロール (リノリウム、あらゆる種類の合成床材)、 タイル、シート、 及び マスチック、ポリマーセメントおよびポリマーコンクリート組成物。 床材には塩化ビニルリノリウムが最も広く使われています。 構造に応じて、リノリウムは 12 つのタイプで業界で生産されています。「MP」 - 前面にパターンが印刷された透明なポリ塩化ビニルフィルムを備えた多層。 「M」 - 多層単色またはマーブル 「O」 - 単層単色またはマーブル。 長さ 1200 m、幅 1400 ~ 1,5 mm、厚さ 1,8 mm および XNUMX mm のロールの形です。

床材には、断熱性と遮音性を備えた塩ビリノリウムを基材としたものがよく使用されます。 このリノリウムは、研磨材(砂など)、脂肪、油、水、攻撃的な化学物質の溶液にさらされない部屋の床を配置するために使用されます。 ベース上のポリ塩化ビニルリノリウムは2層になっています。下層は断熱性と遮音性のベースとして機能するニードルパンチ不織布で、上層は異なるパターンまたは同じパターンの透明な前面ポリ塩化ビニルフィルムで覆われています。色; 3,6層の合計厚さ - 1350 mm、幅 - 12 mm、ロールの長さ - XNUMX m。

産業企業のユーティリティルームに床を設置する場合、合成ゴムをベースにしたゴムコンパウンドで作られた多層のゴム製リノリウム(レリン)がよく使用されます-単色または多色、パターン付き、長さ12 mのロール、1000幅 mm 以上、厚さ 3 mm。 このタイプのリノリウムは、操作中に収縮せず、衛生的で、吸音性が向上しています。

建築で半世紀以上にわたり、工業用および公共の建物(ユーティリティルーム)のフロアを配置する際に、 ポリ塩化ビニールのタイル, 単色または多色、前面が滑らかまたはエンボス加工、サイズ 300? 厚さ 300 mm、1,5 および 2,5 mm - 正方形または台形。

近年、さまざまな床(厚板、セメント)を覆うために使用され始めました 合成カーペット材料 - 糸くずの出ないパイル付き。 オフィス、コテージ、大邸宅の床の配置に最も広く使用されているのは 総合的なカーペット, 糸くずのようなもので、下層はポリ塩化ビニルベースで、上層は合成繊維または合成繊維と化学繊維の混合物のループパイルです。 このコーティングは、長さ 12 m、幅 1,5 ~ 2 m、厚さ 3 ~ 5 mm のロールで製造されます。 輸入された同様のカーペットの幅は 2、3、4、5 メートルです。

長年にわたる工業企業の建設において、さまざまな ペースト状のマスチック高分子材料 継ぎ目のない床材(コンクリートまたは鉄筋コンクリートベース)用。

LECTURE No. 18. 建材

1.天然石材

天然石材は昔から建築に使われてきました。 主で広く使われている天然石材は、 砂(山と川)、砂利、チョーク、カオリン、砕石、 粗い石材に属する リストされた材料に加えて、加工された石材が建設に使用されます。建物や構造物の外部および内部のクラッディング用にさまざまに処理された表面を備えた、壁、石、スラブ、およびプロファイル製品用の製材片石およびブロック。

既存の建築基準および規制によれば、天然石材は次の基準に従って分類されます: 体積質量 - 重い - 体積質量が 1800 kg/m を超える 3 軽量 - 1800 kg/m 未満 3; 圧縮強度による - グレード: 4、7、10、15、25、35、50、75、100、125、150、200、300、400、500、600、800、および 1000 - それぞれ 0,4 から最大 100 MPa。 建築に最も一般的に使用される石材は山砂と川砂です。

建設に広く使用されているのは、チョークやカオリンなどの石材です。

チョークは、化学組成が純粋な炭酸カルシウム CaCO である堆積岩です。 3.

長石を含む岩石の破壊生成物であるカオリンは、建築、塗料およびワニス産業でも広く使用されています。 カオリンは白い粘土で、化学的には含水ケイ酸アルミニウムです。 絵と技術的な品質を向上させるためにチョークを含む色に追加されます。

道路建設やコンクリートおよび鉄筋コンクリート製品の製造では、ドロマイトまたは花崗岩の砂利が常に大量に使用されています。これは、岩石の破壊の産物であり、小さな石または比較的大きな石(水で磨かれた)の形で使用されます。サイズは 5 ~ 75,0 mm、中密度は 2 g/cm 以上 3.

耐霜性の砂利はグレードに分けられます。

Мrz 15、25、50、100、150、200、300。

砕石は、モノリシックコンクリート、プレハブコンクリート、鉄筋コンクリート製品の粗骨材として、また道路建設用として、15mmから150mmまでの不定形の石片の形で常に大量に使用されています。 砕石には天然砕石(砕石)と砕石があります。 砕石工場で大きな岩石を砕いたものです。

耐霜性に応じて、砕石は次の等級に分類されます。rz 15、25、50、100、150、200、300。

砕石と同様に、瓦礫石は、基礎の建設、コンクリートおよび鉄筋コンクリートの巨大な構造物の建設における瓦礫コンクリート充填材として、高速道路の敷設および修理に使用されます。 砕石の大きさは150~500mmです。 耐凍害性に従って、瓦礫石はグレードに分けられます:Mrz 15、25、50、100、150、200、300。

建設では、レンガ、石、小さなブロック、スラブなど、さまざまな石壁材料が広く大量に使用されます。これらは、外壁と内壁を敷設するための通常のものと、被覆壁用の対面のものに分けられます。

2. コンクリート

さまざまな産業施設や民間施設の建設には、さまざまな種類のコンクリートが使用されています。 コンクリートは、結合剤、水、骨材、特殊添加剤を一定の割合で混合したコンクリートを成形、硬化させた人造石材です。 コンクリートは骨材の種類により緻密骨材、特殊骨材、有機骨材に分けられます。 体積質量に応じて、コンクリートは次のように分類されます。 特に重いコンクリート - 体積質量が 2500 kg/m を超えるもの 3; 重い - 2000-2500 kg/m 3; 軽量 - 1800-2200 kg/m 3; 軽い - 500-1800 kg/m 3。 軽量コンクリートは、次のタイプで製造されます。 多孔質骨材および人工骨材上で。 気泡コンクリート; 大きな多孔質コンクリート; 特に軽い - 体積重量が 500 kg/m 未満 3. コンクリートは、さまざまなサイズのコンクリート混合プラントを使用して建設現場で直接準備されます。

さまざまなコンクリートおよび鉄筋コンクリート構造の製造には、重い(構造用)コンクリートが使用され、セメント結合剤、密集した大小の骨材で調製されます。

軽量コンクリートは、セメントバインダーと多孔性の粗骨材または密な細骨材を使用して調製され、産業、農業、およびその他のタイプの建設に使用されます。

軽量コンクリートには次のクラスとグレードが設定されています。構造用コンクリートの強度クラス - B2,5。 B3,5; B5...B40; 断熱コンクリートの強度クラス - B0,35; B0,75; 1で。 軽量コンクリートには、セメント結合剤、有機充填剤、化学添加剤から作られたアーボライトが含まれます。アーボライトとそれから作られた製品は、室内空気の相対湿度が 60% 以下で、攻撃的な媒体が存在しない環境で、さまざまな目的の建物で使用することを目的としています (液体と気体)。

建設では、気泡コンクリートがよく使用されます。気泡コンクリートは、その目的に応じて、断熱、構造-​​断熱構造、特殊に分けられ、さらに、気孔形成の種類に応じて気泡コンクリートと発泡コンクリートに分けられます。コンクリート。 硬化条件に応じて、気泡コンクリートはオートクレーブ処理できる場合と、オートクレーブ処理できない場合があります。 気泡コンクリートには次のクラスとグレードが確立されています。圧縮強度クラス - B0,35。 B0,75; 1で; B1,5; … 20年に; 中密度グレード - D300、D400、D500...D1200。

中密度用ケイ酸塩コンクリート グレード - D1000、D1100、D1200 ... D2400。

コンクリート工場では、+200 °C を超える温度で動作する製品、構造物、および施設向けの耐熱コンクリートも製造しています。

さまざまな条件で動作する製品や構造物の製造、攻撃的な環境への暴露のために、耐薬品性コンクリートは、フラン、フランエポキシ、尿素、アクリル合成樹脂(ポリマーコンクリート)、およびポリマー添加剤を含む液体ナトリウムまたはカリウムガラスに基づいて製造されます(ポリマーケイ酸塩コンクリート)。

3. 迫撃砲

レンガ、壁ブロック、パネルを使用した建物や構造物の建設では、さまざまなモルタルが使用されます。 レンガ造りが行われるとき、壁ブロックとパネルの設置、セメントモルタルが使用されます。これは、1:1から1:6の組成を持ちます。つまり、セメントの1体積部に対して6から1部の砂が取られます(モルタル1最も頻繁に使用される: 1 および 2:1)。 3:1または4:XNUMXの比率のセメントモルタルは、湿気の多い環境での基礎の下部、台座、建物の外壁の漆喰塗りに使用されます。 セメントモルタルに加えて、他のタイプのモルタルも使用されます。 石灰、石膏 и 混合。 すべての溶液は、乾燥状態の平均密度に従って、平均密度 1500 kg/m の重い溶液に分割されます。3 平均密度が1500 kg / m未満の軽量 3; マークは制限に従って設定されます: 4、10、25、50、75、100、150、200。

モルタルの銘柄と配合割合はセメントの銘柄によって異なります。 たとえば、セメントモルタルのグレードは50で、M-400セメントを使用すると、組成は1:6(セメント6部 - 砂1部)になります。 セメント石灰モルタル(混合)は、建物の外壁や接液部の左官塗りに使用されます。 セメント石灰モルタルの組成(セメント:石灰ペースト:砂)の体積部:1:1:1。 2:8:1; 2:11:1 および 3:15:XNUMX。 これらの割合はセメントのブランドによって異なります。 石灰石膏モルタルは、主に濡れていない部屋の木製の表面、および石や繊維板の表面を左官することを目的としています。 石灰モルタルは、乾燥した部屋、石、レンガ、木、日干しレンガで作られた構造物を左官するのに使用されます。 溶液に加える砂の量は、粘土の「脂肪分」に依存します 石積みや左官工事の際の強度と作業の品質を向上させるために、有機可塑剤 - 微発泡剤(石鹸、石鹸灰汁、石鹸ストック廃棄物など)建築用モルタルの組成に導入されています。

建物のファサードや内装の仕上げ、および壁パネルや大きなブロックの前面の工場仕上げには、テラザイト、セメント砂、石灰砂などの装飾モルタルが使用されます。 望ましいデザインを得るために、着色添加剤 - 顔料(耐光性、耐アルカリ性、耐酸性 - 天然および人工)が装飾石膏用の指定された溶液に導入されます。

プレストレスト鉄筋コンクリート構造物の溝を埋めるには、セメント砂とセメントといういわゆる射出モルタルが使用されますが、アルミノケイ酸塩レンガで作られた工業炉やその他の熱ユニットの敷設には、特殊な耐火粘土セメントモルタルが使用されます。耐熱性。 同様の作業では、耐火粘土ボーキサイトモルタルも使用されます(+1300〜+1350°Cの温度で動作する炉の要素を敷設する場合)。 これらの耐熱溶液の製造では、ポルトランドセメントおよび可塑化ポルトランドセメントがシャモットセメントモルタルの結合剤として使用され、シャモットボーキサイトモルタルには弾性率 2,5 ~ 3 のナトリウム水ガラスが使用されます。

4. コンクリート用無機骨材

非金属の建築材料、砕石、さまざまな産業の廃棄物からのスラグおよび砂、ならびに多孔質の天然および人工材料は、コンクリートの無機骨材として使用されます。 産業廃棄物(採掘・加工)からの砕石・砂は次のように分類されます。 密度の高い材料。 多孔質天然素材 火山起源の凝灰岩と軽石です。 粗骨材 砕石と砂利、細かい砂です。

スラグ砕石は、プレハブおよびモノリシックコンクリートの重コンクリート、および鉄筋コンクリート構造、建物および構造の一部の製造において、大きく高密度の骨材として使用されます。 強度によって、高密度の冶金スラグからの砕石は次の等級に分けられます:DR 15、DR 25、DR 35、DR 45。

軽量コンクリート(断熱および構造用)の製造では、砂利および発泡粘土砂が骨材として使用されます。 これらの材料は、多孔性人工骨材です。

膨張粘土砂利は、膨張粘土砂利を粉砕して得られる。 密度に応じて、各画分の砂利は、250、300、350、400、450、500、および 600 の等級に分類されます。膨張した粘土砂は、密度と画分に応じて、500 から 900 までの等級があります。

構造用および構造用断熱軽量コンクリートの製造では、砕石(砂利)およびサーモライト砂がフィラーとして使用されます。

構造用軽量コンクリートの製造には、砕石とアグロポライト砂が骨材として広く使用されています。これらは、天然鉱物原料と産業廃棄物で構成される粒状装入物の凝集の結果として形成されたケーキを破砕することによって得られます。

断熱材や構造用軽量コンクリートの製造には、上記の多孔質人工骨材に加えて、シュンギザイト砂利や砂が使用されます。 このような砂利はシュンガイトを含む岩石を焼くことによって得られ、砂はこの砂利を粉砕することによって得られる。 各部分のシュンギザイト砂利は、かさ密度に応じてグレード 200、250、550 に分類され、上記の砂利からの砂はグレード 500 ~ 900 に分類されます。

建設現場では、火山水を含んだ岩石を粉砕・熱処理して得られる砂や砕石、膨張パーライトが古くから広く使用されてきました。 これらの材料は軽量コンクリートの製造に使用され、パーライト砂は断熱埋め戻し材、石膏モルタル、断熱材や遮音材、製品にも使用されます。 かさ密度による膨張パーライト砂のグレードは75から500、砕石は200から500です。

260 年以上にわたり、膨張バーミキュライトのような素晴らしい材料は、-100 °C から +100 °C の断熱表面の温度で断熱埋め戻し材として建設に使用されてきました。 焼成により膨張バーミキュライトを製造するための出発材料は、天然の水和雲母である。 バーミキュライトのかさ密度によるグレード - 150、200、XNUMX。

5. ミネラルバインダーをベースとした製品

何年もの間 (XX-XXI 世紀)、鉱物結合剤をベースにしたさまざまな製品が建設に広く使用されてきました。 建設工事の生産で最も一般的なのは、石膏と石膏コンクリート製品です。

石膏ボードは、乾燥した通常の室内条件の建物の隔壁によく使用されます。 XNUMX世紀に広く使用されました。 そして現在、石膏ボードシートは、乾燥した通常の湿度条件の建物や部屋の壁や仕切りの仕上げと配置、および装飾品や吸音製品の製造に使用されています。 さまざまな目的で建物に耐力パーティションを設置するために、石膏または石膏含有バインダー上のコンクリートで作られた石膏コンクリートパネルが使用されます。

さまざまなアスベストセメント製品が、壁やカバー用の平らなシートや異形シート、スラブやパネル、パイプや成形部品など、建設現場全体で使用されています。

アスベストセメントから作られた製品は、耐凍害性、耐水性、高い熱伝導率、研磨が容易で機械加工が可能、腐らない、耐火性など、多くの貴重な特性を備えています。 ポルトランドセメント、砂、粘土の混合物から作られるセメント砂タイルは、長い間建設に使用されてきました。 このようなタイルの寸法は次のとおりです:長さ390 mm、幅240 mm、厚さ8〜10 mm、溝の深さは約5 mm、吊り下げ用のほぞの高さは少なくとも10 mmです。 屋根野地に取り付けるため、製造時に屋根の被覆部分に貫通穴が XNUMX つ開けられます。

都市では、歩道のプレハブ舗装、造園、歩行者道、公共交通機関の着陸地点の設置のために、コンクリート舗装スラブが広く広く使用されており、そのようなものの長期的な運用を保証するさまざまな添加剤を含む重いコンクリートから作られています。製品。 コンクリート舗装スラブは、正方形、長方形、正六角形、または曲線の閉じた図形の形で作られています。

ミネラルバインダーに基づいて、建物や構造物の要素の外部および内部のクラッディングを目的とした、モザイク、装飾面を備えた装飾的な表面スラブの形で、さまざまな建築および建設製品が製造されています。 コンクリートのファサードスラブも製造され、石造りの建物や構造物の壁や台座に面するために使用されます。

建設中の上記の製品(主に低層)に加えて、壁のコンクリート石は、住宅、公共、産業、および農業用の建物の耐荷重および囲い構造に使用されます。 これらの石は、フルボディで中空の直方体の形で作られています。それらは普通で顔です。 後者は、塗装された表面と塗装されていない表面で作られています。

コンクリート壁石は、次のタイプのコンクリートプラントによって製造されます。 「SKT」 - セメントバインダーを使用します。 「SKI」 - 石灰岩の上。 「SKSH」 - スラグについて。 「SKT」 - 石膏バインダー上。

6. プレハブ コンクリートおよび鉄筋コンクリート製品

プレハブ コンクリート製品と鉄筋コンクリート製品の使用は、国の経済の多くの分野における資本建設の基礎を形成しています。 住宅および土木建築では、モノリシック鉄筋コンクリート基礎、壁ブロック、鉄筋コンクリート床パネル、階段および踊り場、壁および間仕切りパネル、窓枠、クロスバー、バルコニーなど、幅広いプレハブコンクリートおよび鉄筋コンクリート製品が使用されています。サニタリーユニット、パラペットおよびその他の製品。 鉄筋コンクリートは、コンクリート(軽量、重量などのさまざまなタイプ)と鉄筋(特殊鋼グレード 35GS-AP、A ~ III、A ~ IV クラス)が張力をかけて結合された主要な建築材料です。このような製品では、圧縮応力がコンクリートに伝達されます。 鉄筋コンクリート構造物は、モノリシックで、建設現場でコンクリートで固められます(モノリシック鉄筋コンクリート基礎と建物の耐力壁を特別な型枠を使用して、住宅建築の建設のための新しい技術を使用して注入します)。建設現場を個々の要素(大規模パネル住宅建設における壁パネルまたはブロック)から分離します。

工業用建設では、基礎ブロック (FBS-4、FBS-5 など)、枕、梁、クロスバー、プレハブ コンクリートおよび鉄筋コンクリート杭、トラス、アーチなど、さまざまなプレハブ コンクリートおよび鉄筋コンクリート製品も使用されます。クレーンの梁、階段の行進路、プラットフォームなど輸送建設では、鉄筋コンクリートの枕木(木製の代わりに)、旅客および貨物プラットフォームの要素、鉄筋コンクリートの暗渠とパイプ、および橋のプレハブコンクリートと鉄筋コンクリートの上部構造が広く使用されています使用済み。

基礎ブロック (FBS1、FBS-2、FBS-3 など)、基礎クッション、現場打ち鉄筋コンクリート基礎、トラス、杭柱など、さまざまなプレハブ コンクリートおよび鉄筋コンクリート製品が農業建設に使用されています。 、梁、床パネル、壁と仕切り、温室の要素、温室、サイロ、鉄筋コンクリートトレイ(L-3、L-4、L-5)、プレハブ鉄筋コンクリート井戸の要素。

土地埋立システムの場合、このようなプレハブ コンクリートおよび鉄筋コンクリート製品は、プレストレスト フィッティングを備えた圧力パイプライン用のパイプ、スムーズなフリーフロー パイプ、鉄筋コンクリート トレイ (L-4、L-5、L-6)、鉄筋コンクリート リングおよびカバー、鉄筋コンクリートスラブ(開いた灌漑用水路に敷設)。

都市下水道システムでは、鉄筋コンクリート無圧ソケット管、無圧平滑管、鉄筋コンクリート リングおよびカバーも使用されます。

重要な産業施設(原子力発電所、軍事工場、訓練場など)のフェンスを配置するために、プレハブ鉄筋コンクリートフェンスの要素が使用されます。 架空送電線や通信線を敷設する際には、円形、正方形、長方形など、さまざまな形状の鉄筋コンクリート支柱が広く使用されており、鉄道の電化にも同じ製品が使用されています。

著者: Alekseev V.S.

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