Студопедия — Властивості деревини
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Властивості деревини






Для деревини основними й найважливішими є такі властивості.

Механіко-технологічні: міцність, твердість, деформівність, питома в'язкість, експлуатаційні характеристики, технологічні характеристики, зносостійкість, здатність утримувати кріплення, гнучкість;

Фізичні: зовнішній вигляд (текстура, блиск, колір), вологість (усушка, жолоблення, водопоглинення, гігроскопічність, щільність), теплові (теплопровідність, теплоємність), звукові (акустичний опір, звукопровідність), електричні (діелектричні властивості, електропровідність, електрична міцність);

Хімічні властивості.

Механіко-технологічні властивості.

Міцність деревини — здатність чинити опір руйнуванню під дією механічних навантажень. Розрізняють міцність на стиск і розтяг (за напрямками прикладення навантаження відносно волокон — поздовжню й поперечну) і статичний згин.

Твердість деревини — здатність деревини чинити опір впровадженню в неї твердішого тіла. Твердість деревини оцінюється за навантаженням, що потрібне для вдавлювання в поверхню зразка металевої кульки діаметром 0,444 дюйма (11,28 міліметра) на глибину 5,64 мм (площа відбитка становить 1 см²). Метод оцінки твердості деревини називається метод Янка. За твердістю по торцю деревину поділяють на три групи: м’яка з твердістю 35…50 МПа (сосна, ялина, ялиця, вільха); тверда — 50…100 МПа (дуб, граб, ясен, клен, каштан, береза); дуже тверда — понад 100 МПа (самшит, кизил).

Зносостійкість деревини — здатність деревини опиратися зношуванню, тобто поступовому руйнуванню її поверхневих зон при терті. Зношування бічних поверхонь більше, ніж торцевих; зношування вологої деревини більше, ніж сухої.

До фізичних властивостей деревини відносяться колір, блиск, запах і текстура.

Колір деревини обумовлений кліматом, складом грунту, віком дерева, його породою і т. д. Колір деревині додають знаходяться в ній, дубильні, фарбувальні, смолисті речовини і оксиди цих речовин.

Блиск деревини - це здатність відображати світловий потік з поверхні в певному напрямку. Блиск залежить від щільності деревини, кількості, розмірів і розташування серцевинних променів. Світла і більш щільна деревина має великий блиском, що надає текстури деревини особливу красу.\

Запах деревини залежить від кількості ефірних масел, смол і дубильних речовин. Деревина щойно зрубаного дерева або відразу після її механічної обробки володіє сильним запахом, у хвойних порід більш сильний запах, ніж у деревини листяних порід.

Текстура деревини - це природний малюнок деревних волокон на обробленої поверхні, обумовлений особливостями її будови (рис. 1.8). Текстура залежить від розташування деревних волокон на розрізі стовбура, видимості річних шарів, колірної гами деревини, кількості і розмірів серцевинних променів. Декоративні породи: горіх, червоне дерево, дуб володіють красивими текстурою і кольором, а також блиском. Гарну текстуру має свілеватая деревина карельської берези. Гарну текстуру отримують із дубових кряжів, розпилюючи їх в радіальному або тангентальном напрямку для отримання ножової фанери або текстурної дощечки. У бука, клена, дуба виразна текстура при радіальному розрізі, у хвойних порід - при тангентальном розрізі. За кольором, блиском і текстурі визначають породу деревини. Щільність деревини - це відношення його маси до об'єму, що вимірюється в г/см3 або кг/м3. Щільність залежить від вологості, породи, віку та умов зростання деревини. Розрізняють відносну і абсолютну щільність деревини, яка визначається в лабораторних умовах.

Відношення деревини до вологи.

Вологість деревини визначається точно так, як і будь-якого іншого матеріалу — це кількість води в одиниці об'єму або маси. Обчислюється вологість у такий спосіб: виміряється маса проби вологого матеріалу, потім обмірювана проба висушується в сушарці за температури 100—105 °С, потім відбувається повторне зважування, але вже сухого матеріалу. Різниця між масою вологого й сухого матеріалу саме й визначає кількість води, що втримується в зразку. Для того щоб розрахувати масову вологість необхідно скористатися нескладною математичною формулою: маса зразка до сушіння мінус маса зразка після сушіння, результат різниці розділити на масу зразка після сушіння й помножити все вираження на 100 відсотків. Результат і є вологість (масова) деревини у відсотках.

Гігроскопічність деревини — властивість матеріалу поглинати вологу з навколишнього середовища. Дана властивість залежить від вологості деревини. Суха деревина має більшу гігроскопічність, ніж волога. Для зменшення гігроскопічності матеріал покривають олійними фарбами, емалями або різними лаками. Гігроскопічність прямо залежить від іншої властивості деревини — пористості. Розбухання деревини проявляється при знаходженні матеріалів за підвищеної вологості повітря протягом тривалого часу.

Пористість деревини — відношення об'єму пор до загального об'єму деревини. Для деревини різних видів пористість має різне значення, але в середньому розбіг її значення становить 30-80 %.

Усушка — зміна розмірів через втрату вологи деревиною в результаті сушіння. Усушка відбувається природно. Прямим наслідком усушки є утворення тріщин.

Жолоблення відбувається в результаті нерівномірного сушіння деревини. Висихання деревини відбувається швидше в шарах, більш віддалених від серцевини, тому у випадку, якщо сушіння проводилося з порушенням технології, відбувається зміна форми деревини - вона жолобиться. Жолоблення під дією усушки різне по різних напрямках. Уздовж волокон воно не значне, і становить приблизно 0,1 %. Зміни розмірів поперек волокон більш значні й можуть становити 5-8 % від початкового. Крім того, жолоблення часто супроводжується появою тріщин у деревини, що помітно позначається на якості кінцевого продукту. Жолоблення й утворення тріщин можна уникнути при дотриманні технології сушіння й при використанні певних технологій під час складання виробів. Так, наприклад, у колодах на всю довжину матеріалу робляться поздовжні розвантажувальні пропили, які знімають внутрішні напруження, що утворюються при усушці.

Розтріскування — результат нерівномірного висихання зовнішніх і внутрішніх шарів деревини. Процес випаровування вологи триває доти, поки вміст вологи у деревині не досягне певної межі (рівноважної), що залежить прямо від температури й вологості навколишнього повітря.

Теплові характеристики.

Теплопровідність. На відміну від інших будівельних матеріалів деревина є поганим провідником тепла. Це дозволяє використовувати її для теплоізоляції приміщень. Теплопровідність сухої деревини берези і сосни вздовж волокон становить відповідно 0,128 та 0,349 Вт/(м·К).

Питома теплоємність є приблизно однаковою для усіх деревних порід — для сухої деревини 1,7…1,9 кДж/(кг·К) при 0…100°С.

Електричні властивості деревини.

Електричні властивості деревини визначаються трьома показниками:

Електропровідністю (питомою провідністю) — величиною зворотною питомому опору, залежить від вологості, породи дерева, температури і напряму проходження струму. Питомий опір потрібно враховувати при заготівлі деревини для стовпів зв'язку і ліній електропередач, при нанесенні лако-фарбових покриттів у електричному полі та при вимірюванні вологості деревини. Електропровідність сухої деревини незначна, тому її можна застосовувати як ізоляційний матеріал. Електричний опір деревини вздовж волокон у кілька разів менший, ніж упоперек волокон. Підвищення температури деревини призводить до зменшення її опору майже у 2 рази.

Інші властивості

Звукопроникність — здатність матеріалу проводити звукові хвилі. Якщо у випадку теплопровідності деревина — найкращий матеріал, то у випадку зі звукопроникністю деревина програє іншим будівельним матеріалам. У зв'язку із цим при будівництві стін і дерев'яних перекриттів необхідно використовувати додаткові матеріали (засипання), що знижують показник звукопроникності.

Колір — своєрідний індикатор, що показує якість, вік і стан деревини. Якісна й здоровіша деревина має рівномірний колір без плям і інших вкраплень. Якщо в деревині присутні вкраплення й плями, це свідчення її загнивання. Колір деревини також може змінюватися під впливом атмосферних умов.

Хімічні властивості.

Основні органічні речовини, з яких складається деревина: целюлоза, лігнін і геміцелюлози.

Целюлоза — природний полімер, полісахарид з довгою ланцюговою молекулою. Формула целюлози (C6H10O5)n, де n — ступінь полімеризації, що дорівнює 6000-14000. Це дуже стійка речовина, нерозчинна у воді і звичайних органічних розчинниках (спирті, ефірі тощо), білого кольору. Пучки макромолекул целюлози у вигляді тонких волокон називаються мікрофібрилами. Вони утворюють целюлозний каркас стінки клітини.

Лігнін — полімер ароматичної природи (полифенол) складної будови; містить більше вуглецю і менше кисню, ніж целюлоза. Саме з цією речовиною пов'язаний процес одеревіння молодої клітинної стінки. Лігнін хімічно нестійкий, легко окиснюється, взаємодіє з хлором, розчиняється при нагріванні в лугах, водних розчинах сірчистої кислоти та її кислих солей.

Вади деревини — це недоліки окремих її ділянок, які знижують якість та обмежують можливості використання. Вади деревини можуть бути пов'язані з відхиленнями від нормальної її будови, пошкодженнями та захворюваннями. Їх поділяють на такі групи: тріщини, сучки, пошкодження комахами, грибами, трухлявинами, дефекти форми стовбура, вади будови деревини, рани, ненормальні відкладення в середині деревини, хімічні забарвлення. Вплив вад на придатність деревини для будівельних потреб залежить від їхнього місця розташування, виду, розмірів ураження, а також від призначення деревини. Сортність деревини встановлюють з урахуванням наявних вад. Їхнє походження може бути різним. Одні з них утворюються у період росту дерева, інші – у період зберігання та експлуатації.

У процесі експлуатації дерев'яних конструкцій найбільшої шкоди завдає волога. Для подовження служби деревини її декілька разів просочують однією із сумішей:

· 10 частин натуральної оліфи, 1 парафіну і 1 скипидару;

· 10 частин натуральної оліфи і 1,5 частини воску;

· натуральна оліфа та гас у пропорції 1:1.

Розрізняють чорні і кольорові сплави. Чорними сплавами називають сплави на основі заліза. До них належать чавун та сталь.

Чавун — сплав заліза з вуглецем, який може містити від 2,14 до 4,3% вуглецю. Чисте залізо має обмежене застосування. В техніці зазвичай використовують сплави заліза з вуглецем, які поділяють на сталі і чавуни. Сталі містять до 2% вуглецю, а чавуни — від 2,14 до 4% вуглецю і навіть більше.

Сталь — сплав заліза з вуглецем, який містить до 2,14 % вуглецю і домішками (кремній, марганець, сірка, фосфорта гази).

За вмістом вуглецю сталі поділяють на дві групи:

· м'яка сталь, або технічне залізо (містить до 0,3 % вуглецю)

· тверда сталь (містить від 0,3 до 2,14 % вуглецю)

Конструкційна сталь (англ. structural steel) — це сталь, яка застосовується для виготовлення різних деталей, механізмів і конструкцій в машинобудуванні та будівництві, та характеризується певними механічними, фізичними і хімічними властивостями. Конструкційні сталі поділяються на декілька видів, кожен з яких поділяється на групи або категорії.

Інструментальна сталь — легована або вуглецева сталь із вмістом вуглецю від 0,7 % і вище. Ця сталь відрізняється високою твердістю і міцністю (після остаточної термообробки).

Інструментальна сталь призначена для виготовлення різальних і вимірювальних інструментів, штампів холодного і гарячого деформування, деталей машин, що зазнають підвищеного зношування при помірних динамічних навантаженнях.

Інструментальна вуглецева сталь ділиться на якісну і високоякісну. Вміст сірки та фосфору в якісній інструментальної сталі — 0,03% і 0,035%, у високоякісній — 0,02% і 0,03% відповідно.

Випускається за ГОСТ 1435-99 таких марок: У7; У8; У8Г; У9; У10; У11; У12; У13; У7А; У8А; У8ГА; У9А; У10А; У11А; У12А; У13А, де цифрами вказано вміст вуглецю в десятих частках процента (буква А в кінці маркування означає, що сталь високоякісна, а буква Г, що має підвищений вміст марганцю). Стандарт поширюється на вуглецеву інструментальну гарячекатану, ковану, калібровану сталь, сріблянку.

Перевага вуглецевих інструментальних сталей полягає в основному в їх дешевизні і достатньо високій твердості (HRC 60...62) в порівнянні з іншими інструментальними матеріалами. До недоліків слід віднести малу зносостійкість і низьку теплостійкість (250ºС). У разі більшої температури твердість інструменту значно знижується і він втрачає свої різальні властивості.

З вуглецевих інструментальних сталей виготовляють зубила, кернери, напилки, шабери, ножівкові полотна, мітчики, зенкери, розвертки та інші інструменти.

Леговані інструментальні сталі (сталі з підвищеною прогартовуваністю) мають покращену різальну здатність унаслідок наявності в хімічному складі таких легуючих елементів як хром, вольфрам, кремній, ванадій, молібден та ін. Теплостійкість їх досягає 350ºС. Твердість після термічної обробки HRC 62...64. Виготовлені інструменти з цих сталей можна використовувати для роботи на помірних швидкостях різання. Найпоширеніші марки легованих інструментальних сталей такі: хромисті (9Х, Х), хромовольфрамові (ХВ5), хромовольфрамомарганцеві (ХВГ), хромокремниста (9ХС). З них виготовляють протяжки, мітчики, плашки, свердла, розвертки та інші різальні інструменти.

Класифікація інструментальних легованих сталей:

· за призначенням залежно від марки сталі:

група I — для виготовлення інструменту, призначеного для обробки металів і інших матеріалів в холодному стані;

група II — для виготовлення інструменту, використовуваного для обробки металів тиском при температурах вище за 300°С;

· за способом подальшої обробки гарячекатана і кована металопродукція груп І і ІІ поділяється на підгрупи:

а) — для гарячої обробки тиском і холодного волочіння без контролю структурних характеристик;

б) — для холодної механічної обробки з повним обсягом випробувань.

Спла́ви кольоро́вих мета́лів складаються з декількох компонентів. Компоненти — це елементи, що уводять до складу сплаву з метою поліпшення їхніх властивостей. Основний компонент (основа) сплаву — елемент, вміст якого перевищує 50 %. Крім основи сплаву він містить легуючі компоненти, які уводяться спеціально для додання тих чи інших властивостей, і домішок, що звичайно є, небажані (шкідливими) чи припустимими.

Сплави кольорових металів не мають єдиного стандартного позначення. Алюмінієві і магнієві сплави позначаються буквами, що вказують або на приналежність до основного металу (А — алюмінієві, М — магнієві), або до визначеного типу сплаву (Д — дуралюміни), або позначки одночасно основи сплаву і його призначення (АК — алюмінієвий кувальний; АЛ — алюмінієвий ливарний). Приблизно по тім же принципі побудоване позначення титанових сплавів (ВТ −1, ВТ- 2), де В позначає організацію розроблювача (ВІАМ), Т — титановий.

Більш наочно позначаються стандартні мідні, нікелеві, цинкові сплави. Мідні сплави позначаються буквами і цифрами, що визначають найменування сплаву і його хімічний склад у якісному і кількісному відношеннях. Ливарні бронзи позначаються так: Бр — бронза; далі буквами російського алфавіту позначаються основні легуючі компоненти: О — олово, С — свинець, Ц — цинк, А — алюміній, Н — нікель, Ж — залізо, Ф — фосфор і т. д. Після кожної букви цифра означає середній вміст легуючого компонента у відсотках. Вміст міді не вказується, а визначається як залишок (наприклад: БрО5Ц5С5).

Прокат — металовироби отримані в результаті процесу прокатки. Прокат використовується безпосередньо в конструкціях (мости, будівлі, залізобетонні вироби тощо), служить заготовками для виготовлення деталей в механічних цехах і в ковальсько-штампувальному виробництві, деталі з мінімальним припуском на механічну обробку (деталепрокатне виробництво).

Профілі прокату — геометрична форма перетину прокату.

Сортамент прокату — сукупність профілів прокату, одержуваного на прокатному стані.

У державних стандартах на прокат наводяться відомості про площу поперечного перетину, розміри, площу, масу одного метра довжини профілю і допустимі відхилення від номінальних розмірів.

Рис. 1.2.2. Сортовий прокат: а-квадрат, б-полоса, в-шестиграник, г-круг, д-кутник, е-трикутник, ж-твелер, з-рельса

Поняття міцності металу

Під міцністю металу розуміють здатність сплаву чи металу здійснювати опір, як зовнішнім силовим факторам, так і внутрішніх факторів, і таким чином не піддаватися деформації. Якщо зовнішні фактори цілком зрозумілі, тобто це удар, прес, натиск, то до внутрішніх відносяться нагрів, або охолодження, зміна структури досліджуваної речовини.

Визначення твердості металу

Твердість металу є його здатність протистояти або здійснювати опір тілу, яке набагато твердіше.

Твердість перевіряють методами вдавлення в досліджуваний матеріал кульок певних розмірів або алмазної піраміди. Твердість визначають за трьома показниками, а саме по Брінеллю, за Роквеллом і по Віккерсу.

Твердість по Брінеллю визначається в результаті втискування сталевої кульки, який має діаметр два з половиною міліметри, або п’ять чи десять міліметрів.

Для визначення твердості за Роквеллом вдавлюється або сталева кулька, який має діаметр 1,58 мм, або алмазний конус, який має кут на своїй вершині 120 °. Розрізняють декілька значень твердості, а саме дуже тверду, м’яку сталь і загартовану сталь. Для першого виду твердості використовують вдавлення алмазного конуса, для другого застосовують сталеву кульку, а для останнього виду приймають алмазний або твердосплавний конус. Система Роквелла в результаті неглибокого занурення алмазного конуса в досліджуваний матеріал дозволяє досліджувати метал більш точно, ніж система Брінелля.

Пружність, ударна в’язкість, повзучість і втома

Механічні властивості металів і сплавів також включають в себе і пружність. Під нею розуміють здатність металу відновлювати свою початкову форму після того, як припинилися зовнішні сили.

Таку властивість як пластичність означає можливість сплаву чи металу змінювати свої форми під час навантаження і зберігати вже нові форми після припинення навантаження.

Під ударною в’язкістю розуміють властивість металу, що дає опір дії ударного навантаження. Тобто по металу б’ють якимось спеціально заготовленим матеріалом, а метал, в свою чергу, або витримує, або руйнується. Одиницею виміру є Джоуль на квадратний метр.

Під властивістю повзучість розуміється здатність металів або сплавів безперервно і повільно змінювати свою форму, іншими словами деформуватися під впливом навантаження протягом тривалого часу.

В основному механічні властивості металів включають ще таке поняття як втома, або помірне руйнування структури металу протягом часу при безперервному числі змінних

Термічна обро́бка — технологічний процес, сутність якого полягає у зміні структури металів і сплавів при нагріванні, витримці та охолодженні, згідно зі спеціальним режимом, і тим самим, у зміні властивостей останніх.

Наприклад в основі термічної обробки сталей лежить перекристалізація аустеніту при охолодженні. Перекристалізація може відбутися дифузійним або бездифузійним способами. У залежності від переохолодження аустеніт може перетворюватися у різні структури з різними властивостями.

Розрізняють такі види термічної обробки:







Дата добавления: 2015-08-30; просмотров: 3338. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Шрифт зодчего Шрифт зодчего состоит из прописных (заглавных), строчных букв и цифр...

Картограммы и картодиаграммы Картограммы и картодиаграммы применяются для изображения географической характеристики изучаемых явлений...

Практические расчеты на срез и смятие При изучении темы обратите внимание на основные расчетные предпосылки и условности расчета...

Функция спроса населения на данный товар Функция спроса населения на данный товар: Qd=7-Р. Функция предложения: Qs= -5+2Р,где...

Стресс-лимитирующие факторы Поскольку в каждом реализующем факторе общего адаптацион­ного синдрома при бесконтрольном его развитии заложена потенци­альная опасность появления патогенных преобразований...

ТЕОРИЯ ЗАЩИТНЫХ МЕХАНИЗМОВ ЛИЧНОСТИ В современной психологической литературе встречаются различные термины, касающиеся феноменов защиты...

Этические проблемы проведения экспериментов на человеке и животных В настоящее время четко определены новые подходы и требования к биомедицинским исследованиям...

Кишечный шов (Ламбера, Альберта, Шмидена, Матешука) Кишечный шов– это способ соединения кишечной стенки. В основе кишечного шва лежит принцип футлярного строения кишечной стенки...

Принципы резекции желудка по типу Бильрот 1, Бильрот 2; операция Гофмейстера-Финстерера. Гастрэктомия Резекция желудка – удаление части желудка: а) дистальная – удаляют 2/3 желудка б) проксимальная – удаляют 95% желудка. Показания...

Ваготомия. Дренирующие операции Ваготомия – денервация зон желудка, секретирующих соляную кислоту, путем пересечения блуждающих нервов или их ветвей...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.013 сек.) русская версия | украинская версия