Метали, як основні конструкційні матеріали Підготувала : старший викладач Білець Н.В. Презентація з основ конструкційних матеріалів 1

Хвойні дерева - більшість видів росте в північній півкулі. Вони вічнозелені. Поширені в горах і на холодній півночі. Це відносно недорогий будівельний матеріал, оскільки хвойні дерева мають, порівняно, швидкий приріст. Деревина цих порід винятково використовується на зовні, за умови, що вона відповідно захищена. Хвойні дерева переважно мають м'яку деревину. Тис Модрина Смерека 2 Білець Н.В. Презентація ОКМ

Ялина Досягає височини до 70 м, хоч найчастіше - від 30 до 50м. Найкращі технічні властивості деревина набуває у віці років. Вона легка і м'яка, складна до механічної обробки. Ядро біле з жовтуватим відтінком (біла різновидність) або червоно-біле (червона різновидність). Деревина має багато темних смоляних сучків. Вона добре фарбується і бейцується, однак непридатна для полірування. Йде для виготовлення щогл, музичних інструментів (резонансної деревини), корпусів скрипок, скриньки. 3 Білець Н.В. Презентація ОКМ

Сосна швидко росте, досягає височини до 30 м- 40м і діаметру понад 100cм. Найкращі технічні властивості соснова деревина має, якщо дерево зрубане у віці років. Деревина сосни важка. Ядро має червонувато-брунатне забарвлення і не просякає. Високий вміст смоли робить деревину відносно міцною, стійкою до вологи, тому вона добре зберігається під водою. Заболонь має світло-жовтий або світло-сірий колір, добре вбирає засоби для просочування, на неї легко наносити фарби і лаки. 4Білець Н.В. Презентація ОКМ

Листяні породи. На території нашої країни листяні породи займають близько чверті усіх лісів. Деревину листяних порід найширше використовують в меблевому виробництві. По твердості деревини їх ділять на тверді (дуб, ясен, в'яз, бук, горіх, клен) і м'які (береза, осика, вільха, липа, тополя). 5Білець Н.В. Презентація ОКМ

Береза - найпоширеніша серед листяних порід і займає перше місце (серед листяних) за використанням. Березу широко використовують для виготовлення шаруватих матеріалів (фанери, шаруватих пластиків клеєних деталей зі шпону). Її застосовують у виробництві деревно-стружкових і девоволокнистих плит, меблів, целюлози, паркету, будівельних деталей. Вона служить сировиною для хімічної переробки. З карельської берези, що має красиву текстуру, виготовляють шпон і сувенірні вироби. 6Білець Н.В. Презентація ОКМ

Його використовують в столярно-меблевому і паркетному виробництвах; вагоно-, судно-, сільгосп-машинобудуванні, для виготовлення бочок під виноградні вина. Деревина і кора дуба служать для вироблення дубильних речовин. Дуб - вирізняється високою міцністю, стійкістю до гниття, добре згинається, має красиву текстуру 7Білець Н.В. Презентація ОКМ

Деревина липи легка, м'яка, легко ріжеться, мало тріскається і коробиться. Застосовують деревину липи для виготовлення креслярських дощок, олівців, різьблених виробів, тари (діжок під мед), іграшок. З кори роблять рогожу, кулі, шнури. 8Білець Н.В. Презентація ОКМ

Основні властивості деревини Колір - залежить від породи, віку дерева і умов, в яких воно росло. Наприклад, деревина молодих дерев світліша, ніж старих. Звільнена від кори деревина багатьох порід темніє КаштанГоріх Дуб 9Білець Н.В. Презентація ОКМ

Текстура - залежить від породи деревини і напрямку розрізу стовбура по відношенню до шарів і волокон Поперечний Розрізи: Радіальний Тангентальний 10Білець Н.В. Презентація ОКМ

Вологість - характеризується вмістом вологи. Свіжозрубане дерево має дуже велику вологість. Така деревина загниває, погано обробляється. Вироби, виготовлені з неї, можуть коробитися, розтріскуватися, змінювати свою форму і розміри. Тому для обробки використовують лише добре висушену деревину. Сушіння 11Білець Н.В. Презентація ОКМ

Міцність - здатність витримувати навантаження, не руйнуючись. Міцність залежить: а) від породи деревини: висока міцність в дуба, граба, клена; б) від вологості: волога деревина менш міцна, ніж суха; в) від напряму волокон в деталі, на яку діє навантаження: деревина завжди чинить більший опір стискуванню вздовж волокон, ніж упоперек. 12Білець Н.В. Презентація ОКМ

Фанера Фанера – універсальний будівельний матеріал, зібраний в панелі з тонких шарів древини, завтовшки від 5 до 20мм. Фанеру поділяють за призначенням - для внутрішнього або зовнішнього застосування. Обшивальна фанера може мати багато сучків, а оздоблювальна може мати з одного боку якісний шпон, а з іншої – звичайний. Сорти фанери позначають літерами від A до D. 13Білець Н.В. Презентація ОКМ

Шпон -це тонкий шар деревини 14Білець Н.В. Презентація ОКМ

Струганий шпон застосовують як декоративний деревний матеріал для обробки меблевих та інших виробів. Для отримання найбільш красивого малюнка (текстури) шпон необхідно зрізати в певному(тангенальном, радіальному, змішаному) напрямі. Тому, декоративний шпон отримують не лущенням, а струганням. Для виробництва струганого шпону застосовують деревину різних порід, частіше за тверду листову, що має різноманітну красиву текстуру. Товщина струганого шпону складає 0,6; 0,8; 1 мм. Струганий мікрошпон може бути завтовшки від 0,04 мм. 15Білець Н.В. Презентація ОКМ

Панно зі струганого шпону 16Білець Н.В. Презентація ОКМ

Столярна плита складається з брусків хвойних порід дерев, що склеєні між собою, та покриті з обох сторін шаром лущеного шпону (по 2 мм з кожної сторони) або ДВП. Це міцний, легкий та екологічний матеріал, що поєднує в собі всі переваги масиву зі зручністю плитного формату. 17Білець Н.В. Презентація ОКМ

Деревостружкові плити (ДСП) широко використовуються в меблевому виробництві, в будівництві для облицювання стін, стелі. Окрім переваг в ДСП є і недоліки: ДСП далеко не так міцна як натуральне дерево, по краях свердління подібних плит можуть бути сколи, місця розпилювання виглядають некрасиво - з ДСП потрібно звертатися дуже обережно. 18Білець Н.В. Презентація ОКМ

Схема виробництва ДСП 19Білець Н.В. Презентація ОКМ

Дереволокнисті плити виготовляються шляхом пресування при нагріванні деревини, розмолотої до волокон і змішаної з синтетичною смолою. 20Білець Н.В. Презентація ОКМ

ДВП - дерево-волокниста плита яку отримують гарячим пресуванням дрібних волокон деревини та клеючих речовин. У виробництві девоволокнистих плит (ДВП) окрім подрібненої деревної маси використовують солому, відходи від переробки льону, бавовни та ін. ДВП має красивий зовнішній вигляд, хороші звуко- і теплоізоляційні властивості, легко обробляється. Менш міцна, порівняно з фанерою. Для покращення зовнішнього вигляду ламінують- покривають шаром паперу з рисунком або фарбують. Її використовують як замінник фанери для внутрішньої обробки стін, у меблях. Структура ламінату 1.Композитне покриття 2.Клей 3.Плита-основа 4.Клей 5.Стабілізуючий шар 21Білець Н.В. Презентація ОКМ

ДВП і фанера Цей матеріал виготовляється шляхом переробки деревинної стружки у волокна і змішування їх з клеєм. Під нагріванням і тиском з цієї маси отримують плити. ДВП бувають тонкими (3-4мм) і використовуються для задніх стінок меблів. Фанеру виготовляють зі шпону. Вид фанери залежить від породи дерева, з якого виготовлений зовнішній шар. Шпон призначений для облицювання виробів з дерева, фанери чи ДСП. Пластик стійкий до дії хімічних і харчових продуктів, в тому числі: етилового спирту, бензину, ацетону, олії, лимонної кислоти, чаю, кави, 10%-го розчину оцтової кислоти... 22Білець Н.В. Презентація ОКМ

Оргаліт Оргаліт - штучний деревний матеріал, схожий на картон або папір. Оргаліт отримують із дуже тонких волокон деревини. Волокна змішують зєднувальною речовиною і пресують при температурі 200градС 23Білець Н.В. Презентація ОКМ

Завдання 1. Назвати конструкційний матеріал та способи обробки та оздоблення 24Білець Н.В. Презентація ОКМ

Контрольні запитання 1.Які породи деревини використовують як конструкційний матеріал? 2.Назвіть основні властивості деревини. 3.Поясніть абревіатуру ДСП, ДВП та поняття оргаліт. Яка між ними різниця? 4.Що таке шпон, його види та використання? 5. Який деревний матеріал використовують на роках у школі? Охарактеризувати його 25Білець Н.В. Презентація ОКМ

Поняття про метал та сплав Умовно усі метали поділяють на чорні і кольорові. До чорних металів відноситься залізо та сплаві на його основі – сталь і чавун. Сталі і чавуни є основними в машинобудуванні завдяки порівняно невисокій вартості та добрим технологічним і механічним властивостям. Але вони мають невисоку корозійну стійкість та високу їх питому вагу. Кольоровими вважають усі інші метали, окрім чорних. Найбільше застосування мають алюміній, мідь, магній, титан, цинк, свинець, олово, нікель, молібден, вольфрам, кобальт, тантал, цирконій, ніобій. Здебільшого кольорові метали застосовуються у вигляді сплавів. Метали – це група хімічних елементів, які мають специфічний блиск, добру теплопровідність, добру електропровідність. Метали і сплави людство застосовує дуже давно. Вчені доводять, що залізо використовується понад 3 тис. років. На території України залізо відоме з VII-V ст. до н. е. Мідь, золото і срібло застосовуються уже більше 8 тис. років, як знаряддя праці та прикраси. 26Білець Н.В. Презентація ОКМ

Поняття про метал та сплав Залізо Мідь Алюміній Метали – це група хімічних елементів, які мають специфічний блиск, добру теплопровідність, добру електропровідність. Найбільш поширеними в природі металами є алюміній (8,8% маси земної кори) та залізо (4,6%). 27Білець Н.В. Презентація ОКМ

ВЛАСТИВОСТІ ФІЗИЧНІ 1.Забарвлення 2.Блиск 3.Електрична провідність 4.Температура плавлення 5.Твердість 6.Пластичність 7.Розчинність 8.Густина ХІМІЧНІ 1.Взаємодія з солями 2.Взаємодія з неметалами 3.Взаємодія з водою 4.Взаємодія з кислотами Метали і їх сплави - одні з головних конструкційних матеріалів сучасної цивілізації. Це визначається передусім їх високою міцністю, однорідністю і непроникністю для рідин і газів. Крім того, міняючи рецептуру сплавів, можна міняти їх властивості в дуже широких межах. 28Білець Н.В. Презентація ОКМ

Поняття про метал та сплав Мета́л (назва походить від лат. metallum - шахта) - група елементів, що має характерні металеві властивості, такими як висока тепло- і електропровідність, позитивний температурний коефіцієнт опору, висока пластичність та ін. Металевими сплавами називають поєднання двох або кількох металів із неметалами, в яких зберігаються властивості металів. Чорні сплави – це сплави на основі заліза. Сплави Застосування Бронза деталі машин Латунь крани, дет. опалення Мельхіор монети і посуд Нейзільбер монети 29Білець Н.В. Презентація ОКМ

Сталь як конструкційний матеріал Сталь - це сплав заліза з Карбоном. Вона містить 0,05-2,14 % карбону та інші домішки, такі як Силіцій, Манган, Сульфур, Фосфор тощо. Будова сталі Фото сталіМодель ґратки сталі 30Білець Н.В. Презентація ОКМ

Сталі за хімічним складом Леговані Вуглецеві Сталь – сплав на основі заліза, що містить, менше 2% карбону (вуглецю). Основною домішкою є Карбон. Від його вмісту залежать механічні властивості сталі. Якщо збільшується вміст карбону - зростає міцність, твердість, опір деформуванню і зменшується пластичність сталі. Вуглецева сталь мяка, середня – отримують деталі машин, труби, болти, цвяхи, скрепки; тверда – різні інструменти. Леговану сталь використовують у літако -, ракето- і суднобудуванні.) 31Білець Н.В. Презентація ОКМ

До легованих сталей належать такі, у яких вміст Карбону не перевищує 0,65 % і які мають у своєму складі, крім звичайних домішок, спеціально введені легуючі елементи - Хром, Нікель, Молібден, Титан, Ванадій, Алюміній. Вуглецеву інструментальну сталь маркують літерою У та числом, яке вказує на десяті частки відсотка вуглецю, наприклад, У8 і У8а (с=0,8%), У13 і У13г (с=1,3%). Літера А означає, що сталь високоякісна із зниженим вмістом шкідливих домішок: s<0,02%, p<0,03%; літера Г показує на підвищений вміст марганцю. 32Білець Н.В. Презентація ОКМ

Сортовий прокат Прокатний стан Схема роботи 33Білець Н.В. Презентація ОКМ

Металеву продукцію з різним профілем називають сортаментом прокату 34Білець Н.В. Презентація ОКМ

Застосування металів 35Білець Н.В. Презентація ОКМ

Сталі за призначенням Конструкційні Інструментальні Спеціальні 36Білець Н.В. Презентація ОКМ

Чавун – сплав на основі заліза, що містить від 2 до 4,5 % вуглецю, марганцю, кремнію, фосфору, сірки. Білий чавун - переробний чавун Сірий чавун. Марки сірого чавуну позначають літерами СЧ (сірий чавун) з додаванням двох цифр, які відповідають границі міцності при розтягуванні, кгс/мм 2 (МПа). Основні марки ливарних чавунів, що використовують у машинобудуванні: СЧ12, СЧ15, СЧ18, СЧ21, СЧ2 Ковкий чавун. Позначають ковкий чавун літерами КЧ і двома числами: перше показує границю міцності при розтягуванні, друге – відносне подовження. Наприклад, КЧ означає ковкий чавун з границею міцності при розтягуванні σ в =35кгс/мм 2 і відносним видовженням δ=10%. 4, СЧ28, СЧ32, СЧ35, СЧ38 і СЧ40. Високоміцний чавун. Позначають високоміцний чавун літерами ВЧ і двома числами: перше показує границю міцності при розтягуванні, друге – відносне подовження. наприклад, ВЧ означає високоміцний чавун з границею міцності при розтягуванні σ в =38кгс/мм 2 і відносним подовженням δ=17%. 37Білець Н.В. Презентація ОКМ

Сплави на основі заліза (хромо-нікелеві сплави, нержавіюча сталь) 1Х18Н9Т Вуглець 0,1% Хром 18% Нікель 9% Титан 0,9% Залізо 72% 38Білець Н.В. Презентація ОКМ

Метали і їх сплави широко застосовуються для виготовлення інструментів (їх робочих частин). В основному це інструментальні стали і тверді сплави. В якості інструментальних матеріалів застосовуються також алмаз, нітрид бору, кераміка. Метали використовуються як в якості хороших провідників електричного струму: мідь, алюміній; так і в якості матеріалів з підвищеним опором для резисторів і електронагрівних елементів (ніхром). Платина ЦинкМагній Вольфрамовый порошокКобальтТитан 39Білець Н.В. Презентація ОКМ

Алюміній 40Білець Н.В. Презентація ОКМ

Латунь це сплав міді та цинку (від 10 до 50%). Бронза це сплав міді та олова (20%). Латунь 41Білець Н.В. Презентація ОКМ

Мідь 42Білець Н.В. Презентація ОКМ

Срібло 43Білець Н.В. Презентація ОКМ

Золото – символ високої доблесті та цінності. 44Білець Н.В. Презентація ОКМ

Де застосовують сталь і чавун? Машинобудування, верстатобудування, будівництво, вагонобудування, суднобудування Вироби з жерсті 45Білець Н.В. Презентація ОКМ

Завдання. Підберіть конструкційні матеріали для виробів. 46Білець Н.В. Презентація ОКМ

Де застосовують кольорові метали? Машинобудування Електротехнічна промисловість Суднобудування Авіаційна промисловість Приладобудування 47Білець Н.В. Презентація ОКМ

48Білець Н.В. Презентація ОКМ

Завдання. Підберіть способи обробки металів для виробу Лиття Прокатування Кування Штампування Волочіння Обробка різанням Згинання 49Білець Н.В. Презентація ОКМ

Контрольні запитання 1.Що таке метали? Перерахуйте найбільш поширені. 2. До фізичних властивостей металів відносять…? 3.Які ви знаєте кольорові метали та їх сплави? 4.Що таке сталь? Як класифікують сталі? 5.Який сплав називають чавуном? 6.Де застосовують сталь і де чавун? 7. Чим відрізняється латунь від бронзи? 8. Які вироби з використанням металів можна виготовляти на уроках трудового навчання в школі? 50Білець Н.В. Презентація ОКМ