Будова деревини. 1 страница

Основну масу деревини складає деревина, яка знаходиться у коріннях, стовбурі та гілках. Деревина – це комплекс утворених камбієм тканин, що виконують провідні, механічні та запасаючі функції. Камбій (пізньолатинське – обмін, зміна) – це первинна тканина (меристема) рослини, що утворюється по мірі розвитку вторинних провідних тканин:

- ксилеми (деревини);

- флоеми (лубу) і забезпечує приріст стовбуру по товщині.

Камбій знаходиться між деревиною та корою, як правило непомітний за рахунок малої товщини, у певній послідовності відкладає усередину нові шари деревини; назовні – кору. Найбільша активність камбію весною, найменша – восени.

Кора – комплекс тканин, що утворюються із камбію у вигляді двох шарів з постійним або різким переходом від одного до іншого: внутрішнього, що прилягає до камбію - лубу та зовнішнього – корки.

Луб – проводить вниз по стовбуру органічні поживні речовини, що утворюються в листях. Корка охороняє від механічних пошкоджень, випаровування вологи, різкої зміни температури.

Серцевина - - вузька центральна частина стовбуру та гілок, що складається із трухлявих тканин. Серцевина утворена в основному із тонкостінних паренхімних клітин і є місцем відкладення поживних речовин. Біля серцевинної трубки утворюється первинна деревина – що зароджується у перший рік росту. Серцевина у більшості дерев зберігається до кінця життя, а у деяких частково або повністю руйнується (чорна бузина – через рік, дуб – через декілька років). У багатьох дерев серцевина за формою округла або овальна, у вільхи – трикутна, у тополі – прямокутна, у дуба – зірчаста. На радіальному розрізі стовбуру серцевина має вигляд вузької коричневої смужки, прямої – у хвойних порід, звивистої – у листяних порід.

МАКРОСКОПІЧНА БУДОВА ДЕРЕВИНИ.

Макроскопічна будова деревини - це структура, яку можна дослідити неозброєним оком або за допомогою лупи.

Головними макроскопічними ознаками являються:

- заболонь;

- ядро;

- річні шари;

- серцевинні промені;

- серцевинні повторення;

- судини;

- смоляні ходи.

Заболонь - в деревині, що росте, це жива периферійна частина деревини.

Ядро – це мертва центральна зона, що утворюється в результаті відмирання живих елементів, закупорки водопровідних шляхів і відкладання екстрактивних речовин (смол, танідів, фарбуючих речовин) і не бере участь у фізіологічних процесах.

Породи деревини:

- ядрові, в них ядро більш темне (модрина, сосна, дуб, ясень, в’яз, грецький горіх);

- без ядрові, в яких колір ядра та заболоні не відрізняються одне від одного.

Безядрові:

- спілодеревні (ялина, ялиця, бук, осина);

- заболонні (береза, клен).

В наш час отримує визнання уявлення про те, що у дерев усіх порід утворюється ядро, і їх умовно поділяють на породи з:

- регулярним ядроутворенням;

- нерегулярним ядроутворенням.

Ядро щільніше заболоні внаслідок більшого вмісту екстрактивних речовин. Заболонь дуба та ясеня більш гнучка, ніж ядро. У заболоні модуль пружності при статичному згинанні та опорі ударному згинанні на 20-25% менше. Водо- та газопроникність ядра набагато менше, ніж у заболоні. Біостійкість ядра вище заболоні.

Річні шари - щорічні прирости деревини, які звичайно видимі на поперечному розрізі у вигляді концентричних кіл. Річні шари особливо помітні у хвойних порід і у деяких листяних порід помірного клімату.

Ширина річних шарів залежить від ряду факторів: від місця та клімату виростання деревини, клімату та вегетаційного періоду. Найбільш вузькі (до 1мм) утворюють повільно зростаючі (самшит) породи, а найбільш широкі характерні для швидко зростаючих (тополя, верба) –до 1см та більше. Між показниками фізико-механічних властивостей деревини та середньою шириною річних шарів існує залежність, вид та тіснота зв’язку яких для різних порід різна. Для хвойних порід – найменший зв’язок, для кільцесудинних та розсіяносудинних (листяних) коефіцієнт кореляції становить від 0,01 до 0,66, тобто досить великий.

Рання та пізня деревина річних шарів відрізняються поміж собою:

рання деревина – більш світла, розміщена ближче до центру, утворюється весною;

пізня деревина – більш темна, утворюється влітку.

В ранній деревині більше провідних елементів, а в пізній – механічних, опорних. Перехід від ранньої деревини до пізньої може бути різким (у модрини), досить чітким (у сосни) або плавним, майже не помітним (у керда).

Пізня деревина:

- більш щільна (радіальна усушка більша);

- пористість та водопоглинання менше;

- міцність вища.

Серцевинні промені - призначені для проведення води і споживних речовин у горизонтальному напрямку.

Розрізняють первинні та вторинні промені.

Первинні промені – починаються від самої серцевини.

Вторинні промені – починаються на різних відстанях від серцевини.

Серцевинні промені властиві всім породам, але добре розрізняються лише у деяких листяних порід. Вони являють собою світлі лінії, блискучі або матові. Широкі промені має деревина бука, дуба, платана; вузькі, що розрізняються неозброєним оком: клен, ільм, в’яз, липа; дуже вузьким – у хвойних порід, ясеня, каштана, берези осини, верби груші, грецького горіха, яблуні. Серцевинних променів у деревині багато, максимальна кількість знаходиться у нижній частині стовбуру.

Наявність серцевинних променів збільшує опір руйнуванню при розтягуванні та стисканні в радіальному напрямку, забезпечують добре розколювання деревини у радіальній площині, ав також придає деревині гарний малюнок, що використовується при виробництві меблів і художніх виробів.

Серцевинні повторення – буруваті або коричневі (іноді жовті), прямі або вигнуті вузькі смужки, замкнуті контури, рисочки або плями на поздовжніх розрізах деяких листяних порід (береза, вільха, клен, верба та інш.), рідко хвойних (ялиця) – патологічні утворення, ненормальні розростання паренхімної тканини в результаті руйнування камбію комахами. Вони розміщуються вздовж межу річних шарів. У центральній частині їх більше, ніж на периферії.

Судини –елементи будови деревини у вигляді трубок різних розмірів. Властиві тільки листяним породам призначені для проведення мінеральних речовин.

В залежності від розміщення судин породи поділяють на:

- кільцесудинні (з кільцем судин у ранній деревині) – дуб, ясень, ільм, карагач;

- розсіяно-судинні (грецький горіх, хурма, та більшість листяних порід).

По розміщенню мілких судин кільцесудинні породи поділяються на: - з радіальним розміщенням судин (у вигляді світлих смужок, що нагадують язички полум’я (дуб); тангентальним розміщенням судин (у вигляді світлих суцільних та переривистих хвилястих ліній, розміщених паралельно межі річного шару (ільм, в’яз, берест) і неупорядкованим розміщенням у вигляді світлих точок (ясень).

Смоляні ходи міжклітинні канали в хвойних породах (сосна, кедр, модрина, ялина). Виникають в результаті розділу тканин при руйнуванні серединної пластинки між клітинами і заповнюються смолою.

Вертикальні розміщенні в основному у пізній деревині. Видимі у вигляді точок на поперечному зрізі, а на радіальному та тангентальному – у вигляді темнуватих поздовжніх рисочок та ліній.

Горизонтальні проходять по серцевинним променям, можна виявити тільки під мікроскопом.

За кількістю смоляних ходів породи можна розподілити у наступному порядку: кедр – сосна – модрина – ялина. Смоляні ходи підвищують біостійкість, знижують водопоглинання і збільшують теплоутворюючу здатність. Найбільш великі смоляні ходи у кедра (0,14мм), середні у сосни (0,1 мм), у ялини –0,09, модрини –0,08 мм.

МІКРОСКОПІЧНА БУДОВА ДЕРЕВИНИ.

Мікроструктура деревини – це структура, що виявляється з використанням світлових (фотонних) та електронних мікроскопів, а також за допомогою хімічних та фізичних методів.

Основною одиницею будови та життєдіяльності деревини є клітина – що складається із протопласта та оболонки (присутній тільки у свіжозрізаної деревини).

Всі види рослинних клітин за формою поділяються на:

o паренхімні;

o прозенхімні.

Паренхімні – мають округлу або багатогранну форму з приблизно однаковими розмірами у трьох напрямках (0,01 – 0,1 мм).Оболонки тонкі.

Прозенхімні - мають форму сильно витягнутого волокна з потовщеними стінками

(d = 0,01 – 0,05 мм, l = 0,5 – 3,0 іноді 8 мм).

В залежності від виду клітин та функцій, які вони виконують, в деревині виділяють такі тканини:

- покривні (на поверхні);

- механічні (що забезпечують міцність);

- провідні (для переміщення води та споживних речовин);

- запасаючі (для зберігання цукру, крохмалю);

- утворюючі (у камбії);

- асимілюючі (ті, що засвоюють вуглекислоту в процесі фотосинтезу, що проходить в основному в листях).

БУДОВА ХВОЙНИХ ПОРІД.

Хвойні породи відрізняються простотою та правильністю будови. Основою будови хвойних порід є трахеїди (які мають форму витягнутих волокон із косозрізаними кінцями, що складають 90 і більше % об’єму деревини) та паренхімні клітини. Розрізняють трахеїди:

- ранні (провідні) мають тонкі стінки та велику внутрішню порожнину;

- пізні (механічні) мають сильно потовщені стінки, внутрішні порожнини малі, кінці загострені.

БУДОВА ЛИСТЯНИХ ПОРІД.

У деревини листяних порід більше анатомічних елементів та їх перехідних форм, причому елементи розміщені менш упорядковано. Провідні функції виконують в основномусудини, а також судинні та волокнисті трахеїди;

Механічні функції виконують волокна лібріформа, волокнисті трахеїди. Запасаючі функції виконують паренхімні клітини. Основну долю листяних порід складають судини і волокна лібріформа. Волокна лібріформа це типові прозенхімні клітини, тобто витягнуті клітини із загостреними кінцями. Вони мають менші розміри ніж пізні трахеїди у хвойних порід.

НАВЧАЛЬНІ ЗАВДАННЯ, ЗАПИТАННЯ ДЛЯ ПОТОЧНОГО КОНТРОЛЮ ЗНАНЬ ТА ТЕСТОВІ ЗАВДАННЯ

Див. НМКД с.38-48 (лабораторні роботи 5,6) та “Робочий зошит для виконання лабораторних робіт з курсу “Матеріалознавство та основи технології виробництва товарів народного споживання ” (ч.ІІ).

ТЕРМІНОЛОГІЧНИЙ СЛОВНИК

ЕЛЕМЕНТООРГАНІЧНІ ПОЛІМЕРИ – полімери, які містять неорганічні атоми кремнію, титану, алюмінію та інші елементи, які надають полімеру підвищену вогнестійкість. До атомів основного ланцюжку приєднуються бокові радикальні групи (СН₃, С₆Н₅, СН₂), які надають матеріалу міцність та еластичність. В природі вони не зустрічаються.

НЕОРГАНІЧНЕ СКЛО - особливий вид розчину, що затвердів, складний розплав високої в’язкості кислотних та основних оксидів.

КРИСТАЛІТНА гіпотеза будови скла уявляє скло у вигляді каркасу, який складається з не упорядковано розміщених атомів або іонів, що утворюють так звані КРИСТАЛІТИ, які складають структуру скла.

АГРЕГАТИВНА гіпотеза будови скла уявляє у склі угрупування іонів у вигляді обривків ланцюгів або шарів, які складаються із невеликої кількості кремнієво-кисневих тетраедрів. Скло складається із поєднання цих агрегатів.

ТЕОРІЯ ЗАХАРІАССЕНА гіпотеза будови скла згідно якої скло являє собою просторову сітку, у вузлах якої розміщені атоми, іони, атомні групи. Сітка утворюється шляхом повторення елементарних комірок, але на відміну від кристалічної гратки менш упорядкована.

АМОРФНО-КРИСТАЛІТНА гіпотеза будови скла підтверджує мікронеоднорідність скла, яке складається як правило, з упорядкованих кристалів та неупорядкованої аморфної речовини.

КВАРЦОВЕ скло - практично із чистого кремнезему. Має високу термо та хімічну стійкість.

БЕЗОСКОЛКОВЕ ( триплекс) скло– комбіноване скло, що складається з двох або декількох шарів звичайного скла зклеєного еластичним та пружним шаром прозорого органічного полімеру.

ПІНОСКЛО – отримують спінюванням розплавленого скла при температурі 700-900⁰С різноманітними газовими речовинами (крейда, вугілля, кокс).

СКЛЯНЕ ВОЛОКНО – отримують із розплавленого скла витягуванням скломаси через філь’єри або іншими способами.

ТЕРМОПАН – тришарове скло, що складається із двох стекол та повітряного проміжку між ними. Використовується як теплоізоляційний матеріал.

КЕРАМІКА – неорганічний матеріал, який одержують із відформованих мінеральних мас в процесі високотемпературного випалу (1200-2500⁰С). В результаті випалу формується структура матеріалу (спікання) і виріб набуває необхідних фізико-механічних властивостей. Будь-який керамічний матеріал являється багатофазною системою та містить кристалічну, склоподібну та газову (пори) фази.

СКЛОПОДІБНА ФАЗА –розплав польового шпату з частково розчиненими в ньому зернами кварцу та глинозему.

КРИСТАЛІЧНА ФАЗА –кристали муліту, а також часточки кварцу та каолінітного залишку, що не розчинилися у склоподібній масі. На її долю припадає 30%. МУЛІТ має волокнисту будову у вигляді голок – має високу механічну міцність, хімічну та термічну стійкість.

ГАЗОВА ФАЗА (пори) –у фарфоровому черепку займають об’єм до 5%, водопоглинання приблизно 0,1-0,2%.Вони частково знижують просвічуваність та механічну міцність.

СИТАЛИ одержують на основі неорганічного скла, шляхом їх повної або часткової кристалізації, що керується.

ФОТОСИТАЛИ – одержують із стекол літієвої системи з нуклеаторами – колоїдними фарбниками. Фотохімічний процес протікає при опромінюванні УФ або рентгенівськими променями, при цьому зовнішній вигляд скла не змінюється. Кристалізація проходить при повторному нагріванні виробу.

ТЕРМОПЛАСТИ –одержують із стекол систем MgO-Al ₂O₃ –SiO₂; CaO-Al₂O₃ –SiO₂ та інших з додаванням TiO₂, FeS і т.п. нуклеаторів. Кристалізація протікає тільки при повторній термообробці відформованих виробів.

ШЛАКОСИТАЛИ –одержують на основі доменних шлаків та каталізаторів (сульфатів, порошків заліза та інш.) до яких додаються сполуки фтору для підсилення ситалізації.

КАМБІЙ знаходиться між деревиною та корою, як правило непомітний за рахунок малої товщини, у певній послідовності відкладає усередину нові шари деревини; назовні – кору. Найбільша активність камбію весною, найменша – восени.

КОРА – комплекс тканин, що утворюються із камбію у вигляді двох шарів з постійним або різким переходом від одного до іншого: внутрішнього, що прилягає до камбію - лубу та зовнішнього – корки.

ЛУБ – проводить вниз по стовбуру органічні поживні речовини, що утворюються в листях. Корка охороняє від механічних пошкоджень, випаровування вологи, різкої зміни температури.

СЕРЦЕВИНА - вузька центральна частина стовбуру та гілок, що складається із трухлявих тканин. Серцевина утворена в основному із тонкостінних паренхімних клітин і є місцем відкладення поживних речовин.

РАННЯ ДЕРЕВИНА – більш світла, розміщена ближче до центру, утворюється весною.

ПІЗНЯ ДЕРЕВИНА – більш темна, утворюється влітку.

СЕРЦЕВИННІ ПРОМЕНІ - призначені для проведення води і споживних речовин у горизонтальному напрямку.Розрізняють первинні та вторинні промені.

МІКРОСТРУКТУРА ДЕРЕВИНИ – це структура, що виявляється з використанням світлових (фотонних) та електронних мікроскопів, а також за допомогою хімічних та фізичних методів.

ПАРЕНХІМНІ клітини – мають округлу або багатогранну форму з приблизно однаковими розмірами у трьох напрямках (0,01 – 0,1 мм).Оболонки тонкі.

ПРОЗЕНХІМНІ клітини- мають форму сильно витягнутого волокна з потовщеними стінками

(d = 0,01 – 0,05 мм, l = 0,5 – 3,0 іноді 8 мм).

ЛІТЕРАТУРА

1.Алексеев Н.С. Товароведение хозяйственных товаров. В 2-х томах. Т.1.- М.: Экономика, 1984. - 320 с.

2.Алексеев Н.С., Ганцов Ш.К., Кутянин Г.И. Теоретические основы товароведения непродовольственных товаров.М.Эконо-мика.1988.- 109 с.

3.Зіміна Н.К., Андрієнко В.М., Савчук Н.В. Матеріалознавство та технологія непродовольчих товарів:Навч. посібник.-К.: ІЗМН, 1998 р. с.114.

4.Федаева Н.И.Основы технологии производства товаров важнейших отраслей промышленности.- Гомель.-1995г.-152 с.

ТЕМА 6.МЕТАЛЕВІ МАТЕРІАЛИ

6.1.КЛАСИФІКАЦІЯ МЕТАЛІВ І СПЛАВІВ

Метали — прості речовини, що мають у звичайних умовах характерними властивостями: високою электро- і теплопровідністю, негативним температурним коефіцієнтом електропровідності, здатністю добре відображати електромагнітні хвилі (блиск і непрозорість), високою міцністю і пластичністю. Властивості металів можуть значно змінитися при дуже високому тиску (10I0...10^l! Па). Багато металів залежно від температури і тиску можуть існувати у вигляді декількох кристалічних модифікацій.

Подібні металеві властивості мають більше 80 хімічних| елементів і безліч металевих сплавів. Число металевих| сплавів, вживаних в техніці, обчислюється тисячами і постійно зростає відповідно до виникаючих нових і різноманітних|всіляких| вимог, що пред'являються багатьма галузями промисловості. Властивості металів обумовлені їх кристалічною будовою|спорудою| і на­явністю| в їх кристалічній решітці чисельних|багаточисельних| не пов'язаних з атомними ядрами рухомих|жвавих| електронів провідності. Слабкий|слабий| зв'язок валентних електронів з|із| ядрами атомів обумовлює|зумовлює| хімічні| властивості металів: вони легко утворюють основні оксиди і гидроокисли|, більшість металів заміщають водень в кислотах і так далі

Металеві сплави за властивостями мають багато спільного|спільного| з|із| метал­ами|, тому їх нерідко|незрідка| відносять до металів. Метали (сплави) в промисловості розділяють на дві основні групи: чорні і кольорові метали.

Класифікація металевих сплавів за хімічним складом, базується| на зазначенні головного компоненту сплаву (залізо, мідь, алю­міній| і ін.), має традиційний характер|вдачу| і набула найбільшого поширення. Проте|однак| усередині|всередині| таких класів, визначених з урахуванням|з врахуванням| хімічного складу по головному компоненту сплаву, розподіл на групи і підгрупи найчастіше проводиться по характерних|вдача| особливостях| у властивостях або по сфері застосування даного сплаву або декількох| сплавів.

6.2.ПОНЯТТЯ ЧОРНІХ МЕТАЛІВ ТА ЇХ СПЛАВІВ

Чорні метали — сплав заліза з вуглецем, в якому можуть міститися в більшій або меншій кількості інші хімічні елементи. Кобальт, нікель, а також близький до них за властивостями марганець нерідко відносять до чорних металів. Чорні метали отримали найбільше розповсюдження|поширення|, що обумовлене відносно високим вмістом заліза в земній корі, його низькою вартістю, високими механічними і технологічними властивостями.

Залізо і сплави на його основі

Залізо — Fe, хімічний елемент VIII групи періодичної системи елементів, атомний номер 26, атомна маса 55,847. Блискучий сріблисто-сірий пластичний метал. Утворює поліморфні модифікації. На повітрі залізо окислюється — покривається рихлою іржею. Фізичні властивості заліза залежать від вмісту домішок.

Залізо — найважливіший метал сучасної техніки: на долю сплавів заліза з вуглецем і іншими елементами (залізовуглецеві сплави) припадає близько 95% всієї металевої продукції (чавун, сталь, феросплави).

Залізовуглецеві сплави — сплави Fe (основний компонент) з вуглецем. Розрізняють чисті залізовуглецеві сплави (із слідами домішок), що отримуються в невеликих кількостях для дослідницьких цілей, і технічні залізовуглецеві сплави, що містять домішки, що легують елементи і спеціальні добавки. Компоненти залізо і вуглець в системі є поліморфними матеріалами. Вуглець розчинимо в залозі в рідкому і твердому станах, а також може утворити хімічну сполуку — цементит Fe₃C або бути присутнім в сплавах у вигляді графіту. У системі «залізо-цементит (Fe — Fe₃C)» є наступні фази: рідкий розчин (розплав), тверді розчини — ферит а і аустеніт у, а також хімічна сполука — цементит.

Ферит - твердий розчин вуглецю в α-Fe, має високо- і низькотемпературну модифікації. За кімнатної температури ферит містить не більше 0,002% вуглецю. Мікроструктура ферита нагадує мікроструктуру чистого заліза.

Аустеніт твердий розчин впровадження вуглецю в γ-Fe. Гранична розчинність в ньому вуглецю рівна 2,14%. Він стійкий тільки при високих температурах, але з деякими домішками (Мп, Сг і ін.) може бути стійким і при звичайних|звичних| (навіть низьких) температурах. Аустеніт має високу пластичність, низькі межі текучості і міцності|.

Властивості аустеніту, мікроструктура і температурні межі його існування можно значно змінити за рахунок розчинення в ньому інших елементів, які використовують під час отримання легованих сталей.

Цементит Fe₃C — хімічна сполука заліза з вуглецем, що містить 6,67% вуглецю. Між атомами заліза і вуглецю в цементиті діють металевий і ковалентний зв'язки. Температура плавлення — біля 1250°С. Час його стійкості зменшується з підвищенням температури: при низьких температурах він існує нескінченно довго, а при температурах, 950°С, що перевищують, протягом декількох годинників розпадається на залізо і графіт. Цементит має порівняно високу твердість і крихкість. Міцність його на розтягування дуже мала.

У системі «залізо — цементит» є дві тонкі механічні суміші фаз — евтектична (ледебурит) і евтектоїдна (перліт).

Ледебурит це евтектична суміш первинного цементиту та аустеніту яка утворюється під час кристалізації сплава, який містить 4,3% вуглецю при t 1147°С. Ледебурит має достатньо велику величину міцності (НВ > 600) і крихкості.

Перліт це механічна суміш, яка складається із пластинок фериту та цементиту або зерняток цементиту розташованих у феритній основі. Вміст вуглецю складає 0,83%. Механічні властивості перліту залежать від форми і дисперсності частинок цементиту.

На діаграмі стану|достатки| розрізняють дві області: сталі і чавуни. Умовно прийнятого розмежування — можливість|спроможність| утворення ледебуриту (гранична розчинність вуглецю в аустеніті):

• сталі — до 2,14% З, не містять ледебуриту;

• чавуни — більше 2,14% З, містять ледебурит.

Залежно від процентного вмісту вуглецю залізовуглецеві сплави отримали наступні назви: доевтектоїдні сталі (менше 0,83% З); евтектоїдні сталі (0,83% З); заевтектоїдні сталі (0,83...2% З); доевтектичні чавуни (2...4,3% З); заевтектичні чавуни (4,3...6,67% З). Сплавляючи залізо з|із| вуглецем і варіюючи вміст|вміст| компонентів, отримують|одержують| сплави з|із| різними структурою і властивостями.

6.3.КЛАСИФІКАЦІЯ ТА ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ЧАВУНІВ ТА СТАЛЕЙ

Чавун — сплав заліза (основа) з вуглецем (зазвичай 2...4%), що містить постійні домішки Si, Mn, S, Р, а іноді і легуючі елементи Сг, Ni, V, A1 і ін. Як правило, крихкий. Вуглець в чавуні може знаходитися у вигляді цементиту, графіту або одночасно того і іншого. Утворення стабільної фази — графіту в чавуні може відбуватися в результаті безпосереднього виділення його з рідкого (твердого) розчину або унаслідок розпаду цементиту, що заздалегідь утворився (при сповільненому охолоджуванні розплавленого чавуну цементит може піддатися розкладанню Fe₃C -» Fe + ЗС з утворенням фериту і графіту). Процес утворення в чавуні (сталі) графіту називають графітизацією.

Графіт підвищує зносостійкість і антифрикційні властивості чавуну| внаслідок|внаслідок| власної змащувальної|мастильної| дії і підвищення міцності| плівки змащувального|мастильного| матеріалу. Чавуни з|із| графітом, як м'якою і крихкою складовою, добре обробляються різанням (з|із| утворенням| крихкої|ламкої| стружки) і забезпечують чистішу поверхню, ніж сталі (окрім|крім| автоматних).

Класифікацію чавунів проводять за виглядом і формою вуглецьвмісної структурної складової, тобто за наявності і форми графіту.

За виглядом структурної складової виділяють чавуни без графіту — білі чавуни, в яких практично весь вуглець знаходиться в хімічно зв'язаному стані у вигляді цементиту. Проміжне положення займає половинчастий чавун, велика частина вуглецю якого (=0,8%) знаходиться в Fe₃C. Структура половинчастого чавуну — перліт, ледебурит і пластинчастий графіт. Чавуни з графітом залежно від форми останнього розділяють на сірі, ковкі і високоміцні. Сірими називають чавуни, в структурі яких графіт має пластинчасту форму. У ковких чавунах графіт має пластівчасту форму, у високоміцних чавунах — кулясту.

Білі чавуни (передільні), як конструкційні матеріа­ли| використовуються рідко, оскільки|тому що| через великий вміст|вмісту| цементиту| дуже крихкі і тверді, важко відливаються і обробляються інструментом. З|із| них роблять|чинять| деталі гідромашин|, піскометів| та інших конструкцій, що працюють в умовах підвищеного абразивного зносу|. Для збільшення зносостійкості білі чавуни легують хромом, ванадієм, молібденом і іншими карбідоутворювальними еле­ментами|. Маркування білих чавунів не встановлена|установлена|. Різновидом білих чавунів є вибілені чавуни. Поверхневі шари виробів з таких чавунів мають структуру білого (або половинчастого) чавуну, а серцевина — сірого чавуну.

Сірі чавуни. Структура сірого (литейного) чавуну складається з металевої основи з вкрапленим в неї графітом пластинчастої форми. Така структура утворюється безпосередньо при кристалізації чавуну у відливанні відповідно до діаграми стану системи Fe — С(стабільною). Причому чим більше вуглецю і кремній в сплаві тим нижче швидкість його охолоджування, тим вище вірогідність кристалізації по цій діаграмі з утворенням графітної евтектики. При низькому вмісті вуглецю і кремнію чавун модифікують невеликими дозами деяких елементів (наприклад, алюмінію, кальцію, церію).

Ковкі чавуни з пластівчастою формою графіту отримують з білих доевтектичних чавунів, піддаючи їх спеціальному графітизуючому відпалу.

Сталі і сплави

Сталь — сплав заліза (основа), що деформується (ковкий), з вуглецем (до 2%) і (або) іншими елементами (сплави). Вид мікроструктури сталей і сплавів, що остаточно сформувалася, залежить від вмісту в них вуглецю. Вплив вуглецю на властивості сталей в основному визначається властивостями цементиту і пов'язано із зміною вмісту основних структурних складових — фериту і цементиту. Отже, при збільшенні вмісту вуглецю до 1,2% зростають міцність, твердість, поріг холодноламкості (0,1%). Вуглець підвищує температуру порогу холодноламкості на 20°С, межу текучості, величину електричного опору. При цьому знижуються щільність, теплопровідність, в'язкість, пластичність, величини відносного подовження і звуження, а також величина залишкової індукції.

Істотну|суттєву| роль відіграє те, що зміна фізичних властивостей призводить|призводить| до погіршення цілого ряду|лави| технологічних властивостей, таких як деформованість при штампуванні, зварюваність і ін. Так, доброю|доброю| зварюваністю відрізняються низьковуглецеві сталі.

Марганець вводять в сталі як технологічну добавку для підвищення ступеня їх розкислювання і усунення шкідливого впливу сірі. Марганець вважається за технологічну домішку при його вмісті, що не перевищує 0,8%. Марганець присутній в сталях і сплавах у вигляді твердого розчину як технологічна домішка і істотного впливу на властивості сталей не робить.