Конструкционные машиностроительные и строительные материалы

В первой части монографии изложены теория и технология термической обработки различных конструкционных материалов. Приведены сведения об основных конструкционных сталях и сплавах различного назначения, сплавах на основе легких металлов, композиционных и неметаллических материалов. Представлены конструкционно-технологические решения по деформационной обработке и технологии изготовления изделий в условиях холодной пластической деформации.
Вторая часть посвящена экспериментально-теоретическим исследованиям бетонов различного вида как одних из основных конструкционных строительных материалов: порошково-активированных бетонов, композитов контактно-конденсационного твердения, дисперсно-армированных металлической и полимерной арматурой бетонов, расширяющихся вяжущих и бетонов, композиционных материалов на основе отходов и местных сырьевых материалов и сталетрубных бетонов. Рекомендованы для применения составы конструкционных бетонов для
различных зданий и сооружений с прочностью 30–100 МПа и выше.
Предназначена для студентов вузов, магистрантов, аспирантов, работников предприятий машиностроительного и строительного производств, проектных институтов и научных работников.

Авторы:
Г. Н. Гаврилов, В. Т. Ерофеев, В. И. Римшин, И. М. Мальцев, В. В. Галкин, С. В. Самченко, Н. И. Макридин, И. Н. Максимова, А. П. Федорцов, О. В. Тараканов, И. Я. Харченко, В. Ф. Смирнов, А. А. Матвиевский, Д. А. Светлов, И. В. Ерофеева, С. В. Казначеев, В. В. Леснов, Д. В. Емельянов, C. Г. Емельянов, А. Д. Богатов, Т. М. Колосова, А. И. Родин, Т. П. Тюряхина, Н. Ф. Антошкин, Д. А. Губанов, Е. Г. Терещенко, А. И. Харченко, Я. А. Санягина, А. А. Василькин

СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие 
Введение
Часть 1. КОНСТРУКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ МАШИНОСТРОЕНИЯ
Список сокращений
1.1. Основы строения материалов
1.1.1. Классификация структур материалов и методов их исследования 
1.1.2. Основные понятия электронной теории металлов и зонной теории
кристаллов
1.1.3. Атомные орбитали и формирование ковалентных связей в полимерах, стеклах и углеграфитовых материалах 
1.1.4. Кристаллические структуры материалов и дефекты в кристаллах
1.1.5. Кристаллизация металлов
1.1.6. Фазовые превращения и строение металлических материалов
1.1.7. Пластическая низкотемпературная деформация, полигонизация и формирование мезоструктуры металлических материалов.
Рекристаллизация металлов
1.1.8. Молекулярное строение и микроструктура типичных неметаллических материалов
1.1.9. Основные понятия о строении композиционных материалов 
1.1.10. Нанокристаллическое состояние твердого тела
1.1.11. Разрушение металлических материалов
1.1.12. Фрактальные структуры в материаловедении 
1.2. Железоуглеродистые сплавы
1.2.1. Диаграмма состояния «железо–углерод»
1.2.2. Углеродистые стали
1.2.3. Чугуны
1.3. Термическая обработка стали
1.3.1. Фазовые превращения в стали при нагреве и охлаждении
1.3.2. Превращения при отпуске закаленной стали
1.3.3. Технологические процессы термической обработки
1.3.4. Типы машиностроительных производств
1.3.5. Краткие понятия о сертификации продукции и системе управления качеством продукции
1.4. Легированные стали и сплавы
1.4.1. Влияние легирующих элементов на структуру и фазовые превращения в стали
1.4.2. Конструкционные стали. Механические свойства сталей
1.4.3. Инструментальные материалы
1.4.4. Жаропрочные стали и сплавы. Тугоплавкие металлы
1.4.5. Стали и сплавы с особыми физическими свойствами. Сплавы с высоким электросопротивлением
1.5. Цветные металлы и сплавы
1.5.1. Алюминий и его сплавы

1.5.2. Титан и его сплавы
1.5.3. Медь и ее сплавы
1.5.4. Магний и его сплавы
1.5.5. Антифрикционные материалы
1.5.6. Припои для пайки

1.6. Неметаллические материалы
1.6.1. Пластические массы
1.6.2. Каучуки и резиновые материалы
1.6.3. Синтетические клеи
1.6.4. Лакокрасочные материалы для покрытий
1.6.5. Древесные конструкционные материалы
1.6.6. Керамические технические материалы
1.6.7. Стекло неорганическое
1.7. Композиционные материалы
1.7.1. Общие сведения. Свойства матричных материалов и волокон
1.7.2. Промышленные композиционные материалы с волокнистыми наполнителями
1.8. Конструкционные материалы и производство продукции
1.8.1. Инженерные задачи процессов пластического деформирования и направления их решений
1.8.2. Влияние условий пластической деформации на изменение свойств материала 
1.8.3. Методология и методическое обеспечение структурно-механических исследований деформированных материалов многоэтапным и сложным нагружением
1.8.4. Инженерные решения оценки механических свойств деформированных металлических материалов в процессах пластического деформирования 
1.8.4.1. Деформационное упрочнение стали 10 ферритно-перлитного класса при многооперационной холодной высадке шестигранной
гайки 
1.8.4.2. Кинетика процесса рекристаллизации стали аустенитного класса Х18Н10Т в процессе многопереходной ковки ступенчатой
заготовки
1.8.4.3. Сопротивление усталости рессорной стали 50ХГФА, деформированной в условиях горячей раскатки на клин полосовой
заготовки 
1.8.4.4. Сопротивление усталости сплава ЭИ 878, деформированного в условиях листовой холодной формовки эластичной средой за одну
операцию и многооперационной горячей штамповки в жестких металлических штампах 
1.8.4.5. Вопросы стойкости штампового инструмента в процессе изготовления изделий процессами пластического деформирования
1.8.5. Техническая и технологическая документация на продукцию.
Библиографический список 
Приложения к части 1

Часть 2. КОНСТРУКЦИОННЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Список сокращений
Введение
2.1. Теоретические предпосылки создания конструкционных бетонов и изделий различного назначения
2.1.1. Общие сведения о конструкционных бетонах
2.1.2. Тождества и отличия в оценке механических свойств композиционных материалов, получаемых в результате испытаний образцов различной формы
2.1.2.1. Проблема и предмет исследования
2.1.2.2. Напряженное состояние одноосного сжатия куба как сумма состояний шарового и девиаторного тензоров напряжений
2.1.2.3. Объемный модуль упругости и модуль сдвига
2.1.2.4. Примеры обработки данных численного эксперимента полимерной композиции
2.1.2.5. Вывод формул «вилок» Фойгта–Рейсса
2.1.3. Теоретическое обоснование получения цементных композитов с улучшенными физико-техническими свойствами
2.1.4. Теоретические предпосылки создания композитов контактно-конденсационного твердения
2.1.5. Теоретические предпосылки получения алюмосиликатно-щелочных вяжущих
2.1.6. Основы теории получения каркасных и прессованных композитов
2.1.7. Теоретические предпосылки создания дисперсно-армированных бетонов
2.1.8. Теоретическая оценка напряженно-деформированного состояния трубобетонных элементов
2.2. Экспериментальные исследования структуры, технологии и физико-механических свойств бетонов нового поколения
2.2.1. Обоснование выбора составов условных матриц порошково-активированных бетонов для проведения исследований
2.2.2. Оценка процессов структурообразования, структуры, прочности и деформативности цементных композитов
2.2.2.1. Структурообразование цементных композитов, оценка влияния биоцидных препаратов на процессы
2.2.2.2. Пористость цементных композитов
2.2.2.3. Прочность и деформативность конструкционных материалов
2.3. Бетоны нового поколения на расширяющихся вяжущих
2.3.1. Общие сведения о бетонах с применением расширяющихся вяжущих
2.3.2. Подбор состава мелкозернистого бетона
2.3.3. О влиянии влажностного ухода на структурообразование и свойства бетонов на основе расширяющихся цементов
2.3.4. Технологические особенности применения расширяющихся цементов на основе образования гидроксидов
2.3.5. Управление структурообразованием и свойствами расширяющихся цементов на основе образования эттрингита
2.3.6. Эффективность приготовления расширяющихся цементов в условиях строительной площадки
2.4. Композиты контактно-конденсационного твердения
2.4.1. Экспериментальные исследования плотности и пористости композитов контактно-конденсационного твердения
2.4.2. Исследование влияния структурообразующих параметров на свойства композитов контактно-конденсационного твердения
2.4.3. Особенности влияния последовательности совмещения используемых компонентов в материалах контактно-конденсационного твердения
2.4.4. Водостойкость композитов
2.4.5. Химическое сопротивление композитов
2.4.6. Химическое сопротивление в растворах кислот
2.4.7. Микробиологическая стойкость композитов контактно-конденсационного твердения
2.4.8. Разработка способов улучшения свойств композитов контактно-конденсационного твердения с помощью модифицирующих добавок
2.4.8.1. Исследование влияния модифицирующих добавок на прочность композитов
2.4.8.2. Влияние модифицирующих добавок на химическую стойкость композитов
2.4.8.3. Повышение долговечности композитов контактно-конденсационного твердения за счет введения полимерной добавки
2.4.8.4. Влияние модифицирующих добавок на биологическую стойкость композитов
2.4.9. Принципиальная технологическая схема изготовления связующих и бетонов контактно-конденсационного твердения на основе стеклощелочного связующего
2.5. Композиты на основе отходов промышленного и строительного производства
2.5.1. Аналитический обзор литературы по опыту использования отходов при получении строительных материалов
2.5.2. Опыт использования отходов строительной отрасли при получении строительных материалов
2.5.3. Обоснование программы, объекты и методы исследований
2.5.4. Разработка и оптимизация составов композиционных материалов на основе вторично используемых бетонов
2.5.4.1. Получение строительных материалов из вторичного бетона с применением алюмосиликатно-щелочных вяжущих
2.5.4.1.1. Оптимизация состава и продолжительности технологических операций при получении композитов
2.5.4.1.2. Оптимизация составов и технологии получения композитов контактно-конденсационного твердения
2.5.5. Строительные композиционные материалы на основе отходов производства армированных полимеров
2.5.5.1. Использование армированных полимерных материалов в качестве крупного заполнителя композитов
2.5.5.2. Использование отходов производства металлопластиковых труб в качестве элементов направленного формирования бетонов
2.5.5.3. Использование отходов производства металлопластиковых труб в качестве элементов направленного армирования бетонов
2.5.6. Получение шлако- и стеклополимербетонов
2.5.6.1. Исследование прессованных и каркасных полимербетонов, наполненных шлаком и боем стекла
2.5.6.1.1. Эпоксидные связующие для шлако- и стекло-полимербетонов
2.5.6.1.2. Оптимизация составов и технологии получения прессованных шлако- и стеклополимербетонов
2.5.6.1.3. Исследование композитов горячего прессования
2.5.6.1.4. Оптимизация составов и технологий получения прессованных шлако- и стеклополимербетонов
2.6. Дисперсно-армированные каркасные бетоны на основе портландцементного вяжущего и металлической фибры
2.6.1. Технология изготовления фибробетонов и применяемые материалы
2.6.2. Исследование свойств каркасов, армированных стальной фиброй типа «Драмикс», «Волна» и «Весло»
2.6.3. Оптимизация составов и исследование свойств пропиточных цементных матриц
2.6.3.1. Предварительный подбор матричных композиций
2.6.3.2. Реологические, структурные и прочностные характеристики матричных композиций
2.6.3.3. Химическая стойкость пропиточных матричных композиций в слабокислой агрессивной среде
2.6.3.4. Прочностные, структурные и деформативные свойства каркасных композитов, армированных стальной фиброй
2.6.3.5. Прочность на сжатие и при изгибе, ударная вязкость дисперсно-армированных каркасных композитов
2.6.3.6. Структурные характеристики дисперсно-армированных каркасных композитов: средняя плотность, водопоглощение
2.6.3.7. Деформационные характеристики дисперсно-армированных каркасных композитов
2.6.3.8. Ползучесть каркасных композитов, армированных дисперсной стальной фиброй типа «Драмикс»
2.7. Исследование дисперсно-армированных бетонов с применением полимерных волокон
2.7.1. Исследование физико-механических свойств дисперсно-армированных бетонов
2.7.2. Исследование долговечности дисперсно-армированных бетонов в условиях воздействия воды Черного моря и воздушной среды черноморского побережья
2.7.3. Исследование обрастаемости микроорганизмами дисперсно-армированных бетонов при их экспонировании в морской воде и натурных климатических условиях черноморского побережья
2.8. Сталетрубобетонные материалы
2.8.1. Общие сведения
2.8.2. Методика проведения исследований прочности и деформативности
2.8.3. Результаты экспериментальных исследований центрально сжатых образцов 
2.8.4. Результаты экспериментальных исследований внецентренно сжатых образцов
Библиографический список 
Заключение