Дисциплина материаловедение, с которой студенты знакомятся на первых курсах позволяет изучить различные конструкционные материалы, которые используются в строительстве, а также их состав, строение, способы изменения их свойств.
Технология конструкционных материалов
К конструкционным относятся те материалы, которые используются для изготовления деталей и конструкций, работающих под воздействием механических нагрузок. Это определяет круг требований, которые предъявляются к этим материалам, а именно – требование не разрушаться и не подвергаться деформациям. Также эти материалы должны быть недорогими в производстве, а само их производство должно быть технологичным. То есть после проведения ряда операций согласно регламенту должно получаться готовое изделие, соответствующее определенным характеристикам.
К основным группам конструкционных материалов относятся:
- сплавы металлов и металлы;
- керамика;
- полимеры и пластмассы;
- композиционные материалы;
- стекло.
Рисунок 1. Конструкционные материалы. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Наиболее полно всем требованиям, которые предъявляется к конструкционным материалам отвечают металлы, а также сплавы металлов. Они долговечны, прочны, надежны и при этом технологичны и экономичны, поэтому на эту группу приходится 80 процентов от всех конструкционных материалов. Предприятия, занятые в сфере металлургии размещаются непосредственно на месторождениях, сырьем являются руда, кокс и флюсы из которых изготавливают литые заготовки, стальной проект, чугун и ферросплавы.
Ферросплавы – это искусственно созданные сплавы на основе железа, которые применяются для легирования стали. За счет ферросплавов может быть получено более двух с половиной тысяч марок различных сталей. В состав ферросплавов входит до двадцати пяти химических элементов, таких как алюминий, кальций, магний, стронций, титан, барий, бор,
Технологии производства материалов очень разнообразны, для одних материалов требуются лишь несколько простых операций, а для других необходимо прохождение сложных химических процессов. К конструкционным материалам также предъявляются высокие требования, помимо перечисленного выше они должны быть легкими, чтобы снижать вес здания, а также должны повышать тепловую защиту.
К основным характеристикам конструкционных материалов относятся свойства, форма поверхностей, размеры, точность размеров и качество поверхности.
Рисунок 2. Металл как конструкционный материал. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Базовые понятия технологии конструкционных материалов
Курс состоит из следующих базовых разделов:
- основы металлургического производства, включает анализ исходных материалов для доменной плавки, изучение принципов работы доменной печи, организацию доменного производства, основы прямого восстановления железа из руды, технологию выплавки стали в кислородных конверторах, электрических дуговых печах, индукционных электрических печах, а также основы порошковой металлургии;
- основы литейного производства, изучают теоретические основы производства отливок, а также формовочные материалы, кокильное литье, литье под давлением, литье в оболочковые формы, центробежное литье;
- основы обработки металлов давлением, в том числе прокатка, прессование и волочение;
- основы сварочного производства, а именно сущность процессов сварки, дуговую сварку ручную, дуговую сварку под флюсом, газовую сварку, контактную электрическую сварку и пайку металлов;
- основы обработки заготовок деталей резанием, в том числе сверление, точение и фрезерование;
- основы производства изделий из неметаллических и композиционных материалов, из пластмасс, резины.
Черные металлы делятся на пять групп: железные металлы, тугоплавкие металлы, урановые металлы, редкоземельные металлы и щелочноземельные металлы. Цветные металлы делятся на три группы - легкие, благородные и легкоплавкие.
Совершенствование технологических процессов позволяет успешно решать как текущие задачи, которые стоят перед индустрией, так и подготовиться к увеличению спроса, достичь лучших результатов в обработке. От надежности и технологичности производственного процесса напрямую зависит качество выпускаемой продукции. Исходя из свойств и характеристик каждого материала он может быть правильно и рационально применен в различных отраслях промышленности.
