Металлических материалов

Тема 8.2 Номенклатура, свойства, методы испытаний и оценка качества

Номенклатура. Строительные материалы из чугуна – опорные части колонн (подушки), тюбинги – укрепляющие своды тоннелей, трубы, радиаторы, санитарно-технические изделия. Перечень материалов ограничен, так как чугун обладает существенными недостатками – высокой плотностью и хрупкостью. Весьма редко в современном строительстве используют архитектурно-художественные детали, полученные способом литья из чугуна: детали оград, решеток, кронштейнов, фонарей и др. Наиболее распространены в строительстве материалы из стали. В основном применяют углеродистую сталь обыкновенного качества (выделяют также качественные, высококачественные и особо высококачественные стали с соответствующим уменьшением вредных примесей), а также легированные стали. Легированные стали обладают повышенной прочностью за счет присадок легирующих (упрочняющих) элементов – никеля, кобальта, хрома, меди, ванадия и др. Для производства строительных материалов широко используют углеродистую сталь обыкновенного качества определенной группы (в зависимости от механических свойств), например, марок Ст1, Ст2, Ст3, Ст4, Ст5, Ст6. По мере увеличения указанных цифр увеличивается содержание углерода, а также прочность, твердость, но снижается пластичность материала. Кроме того, учитывают группу стали, добавляя спереди букву А, что означает гарантированные механические характеристики, Б – химические, В – и те, и другие. После цифры, указывающей марку стали, добавляют буквы, связанные со степенью раскисления: сп – спокойные, пс – полуспокойные, кп – кипящие. Последние более пластичны, но менее долговечны – склонны к старению структуры, хладноломкости, а также хуже свариваются. Для современных материалов чаще используют сталь группы В – ВСт3сп (пс). Весьма перспективны легированные стали. Например, созданная в нашей стране сталь с карбонитридным упрочнением (легирующие присадки – ванадий, азот, алюминий в количестве 0,2% от массы стали) при сравнительно высокой прочности пластична, хорошо сваривается, не обладает повышенной хладноломкостью при низких отрицательных температурах. О характеристике легированной стали можно судить по сочетанию букв и цифр, которые обозначают входящие в состав материала легирующие элементы, их процентное содержание, а также количество углерода.

Номенклатура стальных материалов включает различные профили и листы, оболочки, мембраны, тросы, канаты, черепицу, закладные детали, декоративно-художественные изделия. Профили применяют различного сечения, их вид определяется способом получения. В массовом количестве используют профили, полученные способом проката. Перечень прокатных материалов с указанием размеров называется сортаментом проката, который делят на три группы: сортовой прокат (конечная продукция горячей прокатки металла сплошного поперечного сечения, иногда переменного по длине), листовой прокат и трубы. Сортамент проката строительного назначения постоянно расширяется и совершенствуется благодаря внедрению облегченных, тонкостенных, фасонных и других экономичных профилей. Большое значение для повышения эффективности производства стальных материалов имеет увеличение доли эффективных (трубчатых, широкополосных двутавровых и др.) профилей из термически упрочненной углеродистой и низколегированной стали повышенной прочности, обеспечивающих значительную экономию металла. Так, для многих конструкций (каркасы промышленных зданий, опоры) замена уголкового профиля тонкостенным трубчатым приводит к снижению расхода металла на 20% и более. Заметно снижается масса ряда металлических конструкций, повышаются их прочность и надежность при внедрении гнутых профилей, сортамент которых достаточно разнообразен.

Сложные стальные профили получают способами непрерывного литья и прессования.

Листовую сталь выпускают толщиной до 6 мм; тонколистовую кровельную и оцинкованную сталь – толщиной 0,4-0,8 мм. Листовую сталь изготовляют с плоской, волнистой и рифленой поверхностью. Номенклатура материалов из алюминиевых сплавов включает в основном разнообразные профили и листы, декоративно-художественные изделия. Буквы и цифры, обозначающие марки используемых алюминиевых сплавов, указывают на вид и количество легирующих элементов в сплаве (марганца, магния, меди и др.). В строительстве применяют в большом количестве профили из алюминиевых сплавов, получаемые формованием под давлением (непрерывным выдавливанием). Их сортамент составляет около 15 тыс. наименований. В зависимости от качества сплава, формы и размеров поперечного сечения профили из алюминиевых сплавов используют для несущих и ограждающих конструкций, окон, витрин, для подвесных потолков, плинтусов, раскладок и т.д. При производстве листов совмещают процессы непрерывного литья расплава с прокаткой ленты шириной до 1,6 м. Для обшивок панелей, используемых в ограждающих конструкциях различных зданий, панелей покрытий, ограждений балконов и лоджий, наружной облицовки, подвесных потолков и других конструкций, широко применяют профилированные и плоские листы из алюминиевых сплавов. Номенклатура материалов из других цветных металлов ограничена в связи с их высокой стоимостью. Однако цинк часто используют для защитных покрытий, свинец – для герметизации стыков между элементами конструкций, медь и ее сплавы (латунь, бронза) – для производства черепицы, профильных и декоративно-художественных изделий. Вместе с тем перспективными считают материалы из магниевых и, особо, титановых сплавов, учитывая их легкость, высокие прочность и коррозионную стойкость.

Свойства материалов из металла. Эксплуатационно-технические свойства металлических материалов определяются их оригинальным строением. В твердом состоянии атомы всех металлов и сплавов располагаются в строгом порядке, образуя в пространстве правильную кристаллическую решетку.Технические металлы и сплавы представляют собой полукристаллические тела, т.е. тела, состоящие из большого числа различно ориентированных кристаллических зерен; поперечный размер этих зерен 0,001-0,1 мм. Для разрушения структуры металлического материала требуются значительные усилия. В результате прочностные характеристики металлических материалов, как правило, превышают аналогичные характеристики других материалов, например, прочность стали в 10 раз и более выше, чем у искусственного камня – бетона, структура которого отличается гораздо большей сложностью. Средняя плотность металлических материалов сравнительно высока (например, стальных – около 7860 кг/м³, что заметно превышает соответствующий показатель у большинства других материалов). Пористость, гигроскопичность, водопоглощение у металлических материалов отсутствуют. Предел прочности стальных материалов при сжатии, изгибе и растяжении – 300-400 МПа, но может достигать 1000 МПа и более. Материалы из алюминиевых сплавов при меньшей средней плотности (около 2800 кг/м³) не уступают стальным по характерным прочностным показателям (предел прочности до 670 МПа). Вследствие высокой прочности металлические материалы отличаются меньшими габаритами и массой по сравнению с другими материалами аналогичного назначения. Наряду с высокой прочностью, к положительным свойствам металлических материалов (кроме чугуна) относится пластичность – способность выдерживать большие остаточные деформации без разрушения и при сохранении прочности. По этой причине металлические материалы незаменимы для многих современных конструкций. При этом учитывают, что напряжения в структуре рассматриваемых материалов распределяются неравномерно и концентрируются в местах переходов сечений, возможных дефектов металла и т.д. Вместе с тем металлические профили или листы всегда имеют на поверхности макро- и микродефекты (неровности, шероховатости), которые являются концентраторами напряжений и приводят к снижению конструктивной прочности металла. В металле, не способном к пластической деформации, состояние неравномерного напряжения сохраняется, и в местах концентрации напряжений может возникнуть трещина, которая еще более усилит неравномерность распределения напряжений и ускорит разрушения. Поэтому для надежной и безопасной эксплуатации нагруженных конструкций требуется, чтобы металл наряду с высокой прочностью всегда имел необходимый запас пластичности.

Метолы испытаний. К основным видам испытаний металлических материалов при статических нагрузках относятся определения прочности при растяжении, твердости, вязкости разрушения. При испытании на растяжение используют стандартные образцы с длиной, равной десяти диаметрам, и площадью поперечного сечения, умноженной на 11,3 (образцы круглого, квадратного или прямоугольного сечения). Соответствующие разрывные машины позволяют автоматически записывать диаграмму растяжения. Предел упругости определяют напряжением, при котором остаточная деформация удлинения не превышает 0,05%. Предел текучести (достигающий у стали 1000 МПа и более, у алюминиевых сплавов 600 МПа и более) характеризуется напряжением, при котором остаточная деформация не превышает 0,2%. Твердость определяют по величине пластической деформации (отпечатка) при вдавливании под определенной нагрузкой стального шарика, алмазного конуса или пирамиды. В зависимости от вида упомянутых наконечников (инденторов) и критерия оценки различают твердость по Бринеллю (для металлов с твердостью не более 4500 МПа), Роквеллу и Виккерсу. Основная нагрузка при использовании стального шарика 900Н (шкала В), алмазного конуса 500Н (шкала А) и 1400Н (шкала С). Вязкость разрушения металла характеризует его трещиностойкость, которая уменьшается при коррозии и понижении температуры. Испытывают образцы – балочки с нарезом на изгиб, оценивая способность материала сопротивляться распространению трещины или аналогичного дефекта, имеющегося в металле. Стойкость металлических материалов при динамических нагрузках определяют, испытывая их на ударный изгиб (образцы определенных размеров с нарезом – концентратором напряжения посередине) и способность сопротивляться циклическому нагружению. Максимальное напряжение, которое может выдержать металл без разрушения за заданное число циклов, называют пределом стойкости. Этот показатель заметно уменьшается при наличии концентраторов напряжения. Наиболее универсальны с эксплуатационно-технической точки зрения материалы из стали. Однако, материалы из алюминиевых сплавов имеют ряд преимуществ: значительно более высокая коррозионная стойкость в кислой среде – в этом случае коррозионный процесс развивается в 500 раз медленнее; более высокая технологичность; антимагнитность, отсутствие искрообразования при обработке; более высокая стойкость при низких отрицательных температурах.

Основной недостаток широко применяемых стальных и других металлических материалов – способность к коррозии. По механизму реакции взаимодействия агрессивных веществ с материалом выделяют два основных типа коррозии металлов: химическую и электрохимическую. Особо выделяют биологическую коррозию, идущую под влиянием продуктов жизнедеятельности бактерий и других микроорганизмов, и радиационную коррозию под воздействием радиоактивного излучения. Большинство металлов и сплавов неустойчивы в средах, где они используются. Для защиты материалов от коррозии применяют защитные покрытия, электрохимическую защиту и замедлители коррозии (ингибиторы), изменяющие состав коррозионной среды. В строительной практике для защиты конструкций чаще используют лакокрасочные и другие покрытия поверхности. Некоторые металлы, например, алюминий, сами предохраняют себя от коррозии в некоторых средах, в результате образовавшихся на их поверхности защитных пленок при взаимодействии со средой. С помощью защитных покрытий можно изолировать металл от агрессивной среды искусственным нанесением пленки на поверхность изделия или, изменяя химический состав поверхности, сделать металл устойчивым к агрессивной среде. Защитное покрытие должно быть сплошным, непроницаемым для агрессивной среды, иметь высокую прочность сцепления с металлом (адгезию), равномерно распределяться по всей поверхности и придавать изделию более высокую твердость, износостойкость и жаростойкость. Коэффициент теплового расширения пленки должен быть близок к коэффициенту расширения металла. Обычно покрытия совмещают защитные и отделочные функции.

Эстетические характеристики металлических материалов оригинальны и регулируются в широких пределах, причем в ряде случаев цветовая палитра обогащается в процессе эксплуатации. Так, медь и ее сплавы, окисляясь кислородом воздуха, покрываются защитной пленкой – патиной, которая с течением времени приобретает множество цветовых оттенков. Сам процесс коррозии металла в начальной стадии может использоваться для получения своеобразного цветового оттенка стали. После окисления и приобретения красно-коричневого цвета металл покрывают прозрачным защитным лаком. Цвет стали можно изменять после механической (шлифование или полирование) и термической (при температуре 200-300^оС) обработки поверхности. На ней образуется оранжевая или синеватая пленка, которая одновременно защищает металл от коррозии. Известны способы изготовления стали золотистого и розового цвета, электролитические процессы окрашивания нержавеющей стали в оранжевый, красный, голубой, синий, зеленый цвета. Часто металлические материалы не нуждаются в отделке поверхности с эстетической точки зрения. Черный цвет чугуна, темно-серый стали, золотистый и зеленовато-коричневый у бронзы и меди, как правило, отвечают эстетическим требованиям. Но лакокрасочные и металлические (анодирование – анодное оксидирование и др.) покрытия не только меняют цвет лицевой поверхности, но и защищают металл от коррозии. Фактура лицевой поверхности металлов может быть рельефной, шероховатой, гладкой, матовой или блестящей.

Области применения. Металлические материалы (преимущественно стальные) в современной архитектурно-строительной практике применяются для следующих основных типов конструкций зданий и сооружений: с жесткими металлическими связями; подвесных систем; большепролетных с растянутыми ограждающими поверхностями. Разнообразные каркасы промышленных и гражданских зданий, в том числе, каркасы зданий повышенной этажности (более 30 этажей), большепролетные покрытия, мосты и путепроводы, радио- и телевизионные башни – представители конструкций зданий с жесткими связями. Металлические стальные профили были впервые применены для ферм с параллельными поясами повышенной жесткости при строительстве зданий Волжского автозавода. При устройстве их кровли использовали стальные профилированные листы с эффективным утеплителем. Весьма популярны металлические профили для пространственных конструкций каркасов общественных зданий. При этом преимущества металлических материалов связаны с унификацией, разнообразием пространственных решений конструкций, их сравнительной легкостью. Возможности металлических материалов используются в зданиях со сложной объемно-пространственной структурой (Кремлевский Дворец съездов), при сооружении разнообразных пространственных ячеек выставочных павильонов. В отдельных элементах каркаса могут сосредотачиваться большие нагрузки и передаваться на ограниченное количество редко поставленных опор. Архитектурная форма многих сооружений с металлическим каркасом связана с повышением жесткости укрупненных элементов и возрастанием их несущей способности (принцип концентрации материала). Например, в павильоне нашей страны на Всемирной выставке в Монреале нагрузки от покрытия размером 67х142 м, перекрытий и ограждений передавались на две мощные стальные опоры. Не вызывает сомнений эффективность профилей из стали высокой прочности (реже из алюминиевых сплавов) для большепролетных покрытий. Сравнительно малы затраты металла для простых покрытий больших пролетов в форме решетчатых арок. Такое покрытие имеет Дворец спорта в Лужниках в Москве. Профили для решетчатых рам пролетом до 120 м применяются при строительстве ангаров, выставочных павильонов. Конструкции покрытий весьма разнообразны, в их числе разработанные в Московском архитектурном институте конструкции из трубчатых профилей (тип «МАРХИ»), получившие сравнительно широкое распространение. Стальные профили являются основными материалами для каркасов зданий повышенной этажности (30-40 и более этажей). Различные типы каркасов применены при строительстве административного здания высотой 125 м на Смоленской площади, Московского государственного университета, здания Гидропроекта в Москве, гостиницы в Киеве и др. Формообразующая роль металлических материалов хорошо проявляется в различных пространственных конструкциях мостов и путепроводов при сочетании их пролетов с крайними и промежуточными опорами. Стальные профили используют для пространственных стержневых систем, жестко заделанных в основании радио- и телевизионных высотных башен. Современные металлические башни отличаются сравнительно малым расходом металла. Так, масса Эйфелевой башни в Париже 8500 т, а телевизионная башня в Токио (близкая по форме и высоте, с основанием на треть меньшим в диаметре) имеет массу 3600 т. Башня в Киеве выше Эйфелевой на 70 м, но ее масса лишь 2240 т.

Подвесные системы включают различные типы висячих мостов, подвесных большепролетных покрытий, консольно-подвесные конструкции, здания с подвешенными этажами. Металлические профили в жестких функциональном и опорном контурах, гибкие канаты (ванты) образуют соответствующие архитектурно-пространственные формы. Растянутые ограждающие поверхности получают из тонких стальных листов и тросов. Их изготовление сравнительно просто в техническом отношении, а соответствующие архитектурно-пространственные формы оригинальны и разнообразны. К конструкциям с растянутыми поверхностями относятся висячие покрытия – криволинейные ограждающие поверхности над сооружениями; перекрестные тросовые системы – поверхности двоякой отрицательной кривизны, в том числе поверхности гиперболического параболоида и седловидная; мембранные покрытия из стали и алюминиевых сплавов – поверхности, совмещающие несущие и ограждающие функции. Толщина таких мембран может составлять всего 1 мм. Мембранные покрытия применены при строительстве спортивных сооружений в Москве перед Олимпийскими играми 1980 года. Плавательный бассейн на проспекте Мира, крупнейший в Европе, имеет эллиптическую форму плана. Стальная мембрана подвешена к железобетонному кольцу с осями 224х183 м. Мембрана толщиной 2 мм использована при сооружении универсального спортивного зала в Измайлове, размером 66х72 м, а мембрана толщиной 4 мм, усиленная стальными полосами, - для покрытия велотрека в Крылатском, размером 168х138 м. К растянутым поверхностям относят и мягкие оболочки из металлической ячеистой сетки – тентовые конструкции, которые могут быть одно- или двухслойными. Распространение получили тенты, где ребрами оболочки являются стальные тросы, создающие складчатые и парусообразные пространственные формы. Важно отметить, что металлические материалы могут служить средством создания динамичных архитектурных форм – многовариантных трансформирующихся конструкций. Листы из стали и алюминиевых сплавов для кровельных и стеновых ограждений промышленных, жилых и административных зданий, профили для оконных переплетов часто используются в современной архитектурно-строительной практике. В интерьерах промышленных и общественных зданий профилированные и гладкие листы из стали и алюминиевых сплавов используются для стационарных и сборно-разборных перегородок, подвесных потолков, отделки стен. Например, заметная роль в отделке станции «Маяковская» Московского метрополитена принадлежит металлическим материалам. Нередко они применяются в виде профилей и профильных изделий для ограждений лестничных маршей, декоративных решеток, светильников, фурнитуры.

Литература: [1], с. 141-152; [4], с. 124-139; [9], с. 72-80.

Тема 8.3 Металлы в дизайне

Медь и медные сплавы и др. относятся к цветным металлам. По технологическому признаку все цветные металлы подразделяются на литейные и деформируемые.

В настоящее время медь получают из сульфидных руд, содержащих медный колчедан (CuFeS₂). Обогащенный концентрат медных руд (содержащий 11-35% Cu), сначала обжигают для снижения содержания серы, а затем плавят на медный штейн. Цель плавки на штейн – отделение сернистых соединений меди и железа от рудных примесей. Штейны содержат до 16-60% меди. Медные штейны переплавляют в медеплавильном конвертере с продувкой воздухом и получают черновую медь, содержащую 1-2% примесей железа, цинка, никеля, мышьяка и др. Черновую медь рафинируют для удаления примесей. Чистая медь имеет 11 марок (М006, М06, М16, М1у, М1, М1р, М1ф, М2р, М3р, М2 и М3). Суммарное количество примесей в лучшей марке М006 – 0,01%, а в марке М3 – 0,5%.

Механические свойства чистой отожженной меди: s_в = 220-240 МПа (прочность), НВ 40-50 (твердость), d = 45-50% (пластичность). Чистую медь применяют для электротехнических целей и поставляют в виде полуфабрикатов – проволоки, прутков, лент, листов, полос, труб. Из-за малой механической прочности чистую медь не используют как конструкционный материал, а применяют ее сплавы с цинком, оловом, алюминием, кремнием, марганцем, свинцом. Легирование меди обеспечивает повышение ее механических, технологических и эксплуатационных свойств. Различают три группы медных сплавов: латуни, бронзы, сплавы меди с никелем. Латунями (Л) называют двойные или многокомпонентные сплавы на основе меди, в которых основным легирующим элементом является цинк. В сравнении с медью латуни обладают большей прочностью, коррозионной стойкостью и лучшей обрабатываемостью (резанием, литьем, давлением). Латуни содержат до 40-45% цинка. При большем содержании цинка снижается прочность латуни и увеличивается ее хрупкость. Литейные латуни предназначены для изготовления фасонных отливок, их поставляют в виде чушек. Деформируемые латуни выпускают в виде простых латуней, например Л90 (томпак), Л80 (полутомпак), и сложных латуней, например ЛАЖ60-1-1, ЛС63-3 и др. Латуни поставляют в виде полуфабрикатов – проволок, прутков, лент, полос, листов, труб и др. видов прокатных и прессованных изделий. Латуни широко применяют в общем и химическом машиностроении. Бронзы. Сплавы меди с оловом, алюминием, кремнием, марганцем, свинцом, бериллием называют бронзами. В зависимости от введенного элемента бронзы называют оловянными, алюминиевыми и т.д. Бронзы обладают высокой стойкостью против коррозии, хорошими литейными и высокими антифрикционными свойствами и обрабатываемостью резанием. Для повышения механических характеристик и придания особых свойств бронзы легируют железом, никелем, титаном, цинком, фосфором. Введение марганца способствует повышению коррозионной стойкости, никеля – пластичности, железа – прочности, цинка – улучшения литейных свойств, свинца – улучшению обрабатываемости. Бронзы маркируют буквами Бр, правее ставят элементы, входящие в бронзу: О – олово, Ц – цинк, А – алюминий, С – свинец, Ж – железо, Мц – марганец и др. Затем ставят цифры, обозначающие среднее содержание элементов в процентах (цифру, обозначающую содержание меди, не ставят). Например, марка БрОЦС5-5-5 означает, что бронза содержит олова, свинца и цинка по 5%, остальное – медь (85%). Оловянные бронзы (4-6% олова) имеют высокие механические, антифрикционные и антикоррозийные свойства; хорошо отливаются и обрабатываются резанием. Деформируемые бронзы поставляются в виде полуфабрикатов (прутки, проволока, ленты, полосы) и применяют для вкладышей подшипников, втулок деталей приборов и т.д. Литейные бронзы применяют для получения различных фасонных отливок. Высокая стоимость и дефицитность олова – основной недостаток оловянных бронз. Алюминиевые бронзы (4-11% алюминия): высокая коррозионная стойкость, хорошие механические (твердость, пластичность, прочность и т.д.) и технологические свойства. Хорошо обрабатываются давлением в горячем состоянии, а до 8% алюминия - и в холодном. Марганцовистые бронзы (БрМЦ5) – невысокие механические свойства, но высокая пластичность и хорошая сопротивляемость коррозии. Свинцовистые бронзы (БрС30) – высокие антикоррозионные свойства и теплопроводность; применяют для высоконагруженных подшипников с большими удельными давлениями. Бериллиевые бронзы (БрБ2) после термообработки имеют высокие механические свойства, высокий предел упругости, хорошую антикоррозионную стойкость, теплостойкость; изготовляют детали особо ответственного назначения. Кремнистые бронзы (БрКН1-3, БрКМц3-1) применяют как заменители дорогостоящих бериллиевых бронз.

Сплавы меди с никелем. Медноникелевые сплавы – это сплавы на основе меди, в которых основным легирующим компонентом является никель. По назначению их подразделяют на конструкционные и электротехнические сплавы. Куниали состоят из 6-13% никеля, 1,5-3% алюминия и (остальное) меди. Их подвергают термообработке (закалка-старение). Служат для изготовления деталей повышенной прочности, пружин и ряда электромеханических изделий. Нейзильберы (15% никеля, 20% цинка, остальное медь) имеют приятный белый цвет, близкий к цвету серебра. Они хорошо сопротивляются атмосферной коррозии; применяют в приборостроении и производстве часов. Мельхиоры (медь – никель и небольшие добавки железа и марганца до 1%) обладают высокой коррозионной стойкостью, в частности в морской воде. Их применяют для изготовления теплообменных аппаратов, штампованных и чеканных изделий. Копель (никель 43%, марганец 0,5%, остальное медь) – специальный сплав с высоким удельным электросопротивлением, используемый в электротехнике для изготовления электронагревательных элементов. Константон (никель 40%, марганец 1,5%, остальное медь) имеет такое же назначение, как марганец.

Титан – серебристо-белый металл с высокой механической прочностью и высокой коррозионной и механической стойкостью. Для его производства используют рутил, ильменит, титанит и другие руды, содержащие 10-40% двуокиси титана TiO₂. Для получения сплавов титана его легируют алюминием, молибденом, хромом и другими элементами. Главное преимущество титана и титановых сплавов – высокие механические свойства и коррозионная стойкость с малой плотностью. Алюминий повышает жаропрочность и механическую прочность титана. Ванадий, марганец, молибден и хром повышают жаропрочность титановых сплавов. Сплавы хорошо поддаются горячей и холодной обработке давлением, обработке резанием, имеют удовлетворительные литейные свойства. Титановые сплавы применяют в авиационной и химической промышленности.

Магний – самый легкий из технических цветных металлов. Это непрочный металл с низкой тепло- и электропроводностью. Для улучшения прочностных свойств в магний добавляют алюминий, кремний, марганец, торий, церий, цинк, цирконий и подвергают термообработке. Литейные магниевые сплавы применяют для изготовления деталей литьем в авиационной промышленности. Деформируемые магниевые сплавы предназначены для изготовления полуфабрикатов (листов, прутков, профилей) обработкой давлением. Данные сплавы применяют для изготовления деталей в авиационной промышленности.

Олово – блестящий белый металл, обладающий низкой температурой плавления (231^оС) и высокой пластичностью. Применяется в составе припоев, медных сплавов (бронза) и антифрикционных сплавов (баббит). Свинец – металл голубовато-серого цвета, обладает низкой температурой плавления (327^оС) и высокой пластичностью. Входит в состав медных сплавов (латунь, бронза), антифрикционных сплавов (баббит) и припоев. Цинк – светло-серый металл с высокими литейными и коррозионными свойствами, температура плавления 419^оС. Входит в состав медных сплавов (латунь) и твердых припоев. Цинк имеет хорошую коррозионную стойкость в атмосферных условиях и в пресной воде. Служит для хорошей антикоррозионной защиты кровельного железа и изделий из него. Чистый цинк применяют в полиграфической и автомобильной промышленности, а также в электротехнике для изготовления источников постоянного тока. Припои – это металлы или сплавы, используемые при пайке в качестве связки (промежуточного металла) между соединяемыми деталями. Они имеют более низкую температуру, чем соединяемые металлы. К легкоплавким припоям относятся оловянно-свинцовые, оловянные и др.; к среднеплавким – медно-цинковые; высокоплавким – многокомпонентные на основе железа.

В современной реставрационной практике используют черные (чугун, сталь) и цветные (золото, медь и ее сплавы, цинк, олово, мельхиор и некоторые другие сплавы, например титановые, магниевые) металлы.Особо следует отметить способность чугуна передавать разнообразные филигранные формы. Русские мастера создали непревзойденные образцы художественного чугунного литья в архитектуре. Имена почти всех выдающихся зодчих ХVІІІ и первой половины ХІХ вв. связаны с работой в области художественного чугунного литья.

Золото как строительный материал встречается только в древних сооружениях: им покрывались главы соборов, «золотились» украшения фасадов, в интерьерах культовых построек золотом украшали резные иконостасы, а в дворцовых зданиях оно применялось и в элементах декоративно-прикладного искусства. В современной реставрационной практике для позолоты применяется сусальное золото, изготовляемое ручной ковкой в специальных формах. Его листы толщиной в несколько микрон уложены на папиросную бумагу и собраны в книжки (по 60 листов). При весе книжки до 2,5 г золото называется «тяжелым», а при весе до 1,5 г – «легким». Золотом одной книжки позолачивают поверхность около 0,5 м². Для золочения наружных элементов зданий используют «тяжелое» золото, а для золочения внутренних частей интерьера – «легкое». Золото, серебро и пластина широко используются для изготовления ювелирных украшений. Кроме того, серебро и платина используются в радиотехнике, для изготовления высокоточных приборов и др. в электротехнике для изготовления электронагревательных элементов. еканных изделий., в частности в морской воде. втулок детал

Литература: [1], с. 141-152; [4], с. 124-139.

ЛИТЕРАТУРА

Основная:

1. Байер В.Е. Материаловедение для архитекторов, реставраторов, дизайнеров: учебное пособие. – М.: ООО «Издательство Астель»: ООО «Издательство АСТ»: ООО «Транзиткнига», 2004
2. Барташевич А.А., Аладова Н.И., Романовский А.М. История интерьера и мебели. – Минск: Высшая школа, 2002
3. Ковешникова Н.А. Дизайн. История и теория: учебное пособие. – М.: Омега-Л, 2005
4. Козлов Ю.С. Материаловедение. – М.: Агар, 2000
5. Лаврентьев А.Н. История дизайна: учебное пособие. – М.: Гардарики, 2007
6. Михайлов С.М. История дизайна. – М.: Союз дизайнеров России, 2000
7. Соколова М.Л. Металлы в дизайне: научное издание. – 2-е изд., доп. – М.: МИСИС, 2003

Дополнительная:

1. Михайлов С.М. Дизайн архитектурной среды. Краткий терминологический словарь-справочник. – Казань: ДАС, 1994
2. Михайлов С.М., Кулеева Л.М. Основы дизайна. – Казань: Новое издание, 1999
3. Попов Л.Н., Попов Н.Л. Лабораторные работы по дисциплине «Строительные материалы и изделия». – М.: Инфра-М, 2005
4. Пилявский В.И., Тиц А.А., Ушакова Ю.С. История русской архитектуры. – Л.: Стройиздат, 1994
5. Ткачев В.Н. Архитектурный дизайн. Функциональные и художественные основы проектирования. – М.: Архитектура-С, 2006
6. Царев В.И. Эстетика и дизайн непродовольственных товаров: учебное пособие. – М.: Академия, 2004

Дата добавления: 2014-12-08