Структурните материали, използвани в химическото инженерство, условно се разделят на четири класа:

Цветни метали и сплави;

Неметални материали.

Да стане.Стоманата е сплав от желязо с въглерод, чието съдържание не надвишава 1 - 2%. В допълнение, съставът на стоманата включва примеси от силиций, манган, както и сяра и фосфор.

По химичен състав стоманите се разделят на няколко групи:

Въглерод с обикновено качество;

Карбонова конструкция;

Легирана конструкция и др.

Въглеродната стомана с обикновено качество се произвежда в зависимост от химикала

химичен състав съгласно ГОСТ 380-88 и ГОСТ 16523-88. Комбинация от въглеродна стомана

Новият е разделен на няколко категории - 1, 2, 3, 4, 5, 6 - колкото по -голям е броят, толкова по -висока е механичната якост на стоманата и по -ниската й пластичност. Според степента на разкисляване стоманите от всички категории се произвеждат кипящи (kp), полуспокойни (ps) и спокойни (cn).

Таблица 12.1 показва примери за използване на въглеродна стомана

с обикновено качество в химическото инженерство.

Таблица 12.1. Обикновена въглеродна стомана

Свойствата на въглеродната стомана с обикновено качество се увеличават значително след термична обработка, която за валцуваните продукти може да се изрази в нейното втвърдяване.

ke или непосредствено след валцуване, или след специално нагряване.

Например, термично втвърдяване ламаринаизработени от стоманени марки St3, St3kp, когато се охлаждат във вода, повишават границата на провлачване с повече от 1,5 пъти при високи

бучка (15 ÷ 26%) относително удължение.

Термичната обработка на нисковъглеродни стомани не само подобрява механичната

някои свойства на стоманите, но също така носи значителен икономически ефект.

Въглеродните структурни стомани се произвеждат в съответствие с ГОСТ 1050-74 от следните марки: 08, 10, 15.20, 25, 30.40, 45, 55, 58 и 60. В зависимост от степента на деоксидиране

Според ГОСТ 1050-88 се произвеждат следните марки стомана: 05kp, 08kp, 08ps, 10kp, 10ps, 11kp, 15kp, 18kp, 20kp и 20ps.

Таблица 12.2 показва примери за използване на въглерод конструкционна стоманав химическото инженерство.

Таблица 12.2. Структурна въглеродна стомана

За подобряване на физико -механичните характеристики на стоманите и тяхното придаване специални свойства(топлоустойчивост, киселинно съпротивление, топлоустойчивост и др.) в техния състав,

те консумират определени легиращи добавки. Най -често срещаните легиращи добавки са:

Хром (X) - увеличава твърдостта, здравината, химическата и корозионната устойчивост, топлоустойчивостта;

Никел (N) - увеличава здравината, пластичността и здравината;

Волфрам (B) - увеличава твърдостта на стоманата, осигурява нейното самозатвърдяване;

Молибден (М) - увеличава твърдостта, якостта на разтягане при опън, якостта, подобрява заваряемостта;

Манган (G) - увеличава твърдостта, повишава устойчивостта на корозия, намалява топлопроводимостта;

Силиций (С) - увеличава границите на твърдост, здравина, добив и еластичност, киселинно съпротивление;

Ванадий (F) - увеличава твърдостта, якостта на разтягане при опън, якостта, подобрява заваряемостта на стоманата и повишава устойчивостта на водородна корозия;

Титан (T) - увеличава якостта и повишава корозионната устойчивост на стоманата при високи (> 800 ° C) температури.

Обикновено има няколко добавки в легираните стомани. Според общото съдържание на легиращи добавки, легираните стомани са разделени на три групи:

Нисколегиран - със съдържание на добавки до 3%;

Средно легиран - със съдържание на добавки от 3 до 10%;

Силно легиран - с добавки> 10%.

Таблица 12.3 са показани примери за използване на легирани стомани в химическото инженерство.

Химическата термична обработка е от съществено значение за подобряване на качеството на стоманата; процесът на насищане на повърхността на стоманата с различни елементи с цел укрепване на повърхностния й слой, увеличаване на повърхностната й твърдост, топлоустойчивост и химическа устойчивост.

Таблица 12.3. Легирани структурни стомани

Основните видове химическа термична обработка, стоманени продукти включват:

Циментирането е процесът на насищане на повърхностния слой с въглерод, което подобрява неговата здравина и твърдост;

Азотирането е процесът на насищане на повърхностния слой с азот, което увеличава устойчивостта на продуктите към абразия и атмосферна корозия;

Алуминирането е процес на дифузионно насищане на повърхностния слой от алуминий

niy, което повишава устойчивостта на окисляване при температури 800 -1000 ° C;

Хромиране - повърхностно насищане на продуктите с хром, което значително повишава твърдостта, устойчивостта на износване и устойчивостта на корозия във вода, азотна киселина, атмосфера и газообразни среди при високи температури.

По-нататъшното подобряване на качеството на химико-термичната обработка на стомани се развива в две посоки: насищане на дифузионния слой с азот и втвърдяване на части чрез термично циклиране по време на насищане. Основата на новите технологични процеси е нитрокарбонизирането с постепенно увеличаване на разхода на амоняк.Дебелината на слоя се увеличава до 1 - 2 mm и повече, а твърдостта му се увеличава.

Чугуни.Сивият чугун е сплав от желязо, въглерод и други металургични добавки: силиций, манган, фосфор и сяра. Съдържанието на въглерод в чугуните варира от 2,8 до 3,7%, докато по -голямата част от него е в свободно състояние (графит) и само около 0,8 до 0,9% е в свързано състояние под формата на циментит (железен карбид - Fe 3 C) . Свободният въглерод се отделя в чугун под формата на плочи, люспи или зърна. Според микроструктурата,

сив чугун - в структурата на който се отделя въглерод под формата на ламелен или нодуларен графит;

бял чугун - в структурата на който въглеродът се отделя в свързано състояние;

Избелен чугун - в отливките на които външният слой има структурата на бяло желязо, а сърцевината има структура на сиво желязо;

половин чугун - в структурата на който въглеродът се отделя частично в свързания

ном, и частично в свободна форма.

Чугунените части се произвеждат чрез леене в земни и метални форми. От чугун се получават части със сложна конфигурация, които не могат да бъдат получени чрез други методи, например коване или рязане.

Сивият чугун е ценен структурен материал, тъй като има подобен

Има сравнително ниска цена, има добри механични свойства.

Значителен недостатък на сивите чугуни е тяхната ниска пластичност. Следователно коването и щамповането на сив чугун, дори в горещо състояние, е невъзможно.

Степента на сив чугун (SCH) обикновено съдържат две числа: първото характеризира предварително

случаи на якост на опън, вторият е крайната якост на огъване, например,

MF 12-28; SCH 18-36 и др.

Сивите чугуни имат ниска химическа устойчивост и части от тях не могат да работят в агресивна среда.

За да се подобри качеството на чугуна, той се модифицира с различни модификатори, които влияят на процеса на кристализация на течно желязо, като го променят механични свойства.

Разграничете ковко желязо и ковко желязо. Ковният чугун (KCh) се различава от сивия чугун с намалено съдържание на въглерод и силиций, което го прави по -пластичен, способен да издържа на значителни деформации (относителното удължение на KCh е 3 - 10%). Чугунът с висока якост (VCh) е вид ковък чугун, чиито високи якостни характеристики се постигат чрез модификация с добавки на магнезий и неговите сплави. Пластичните и възлови чугуни се използват за производство на колянови валове, малки цилиндри на компресора и други оформени тънкостенни части.

Легираният чугун се използва широко в химическото инженерство.

нас, които включват легиращи елементи, никел, хром, молибден, ванадий, титан, бор и др.

Според общото съдържание на легиращите добавки, чугуните се разделят на три групи:

Нисколегирани - легиращи добавки до 3%;

Среднолегирани - легиращи добавки от 3 до 10%;

Високолегирани - легиращи добавки над 10%.

Легирането може значително да подобри качеството на чугуна и да му придаде специалност

добри имоти. Например:

Въвеждането на никел, хром, молибден, силиций увеличава химическата устойчивост и топлоустойчивостта на чугуна;

Никелови чугуни с добавка на мед (5 - 6%) работят надеждно с коприна;

Високохромните (до 30% Cr) са устойчиви на азотна, фосфорна и оцетна киселини, както и на хлоридни съединения;

Чугунът с добавяне на молибден до 4% (антихлор) издържа добре на действието на солна киселина.

Цветни метали и техните сплави... Използват се цветни метали и техните сплави

се използват за производството на машини и апарати, работещи със средни и високи

висока агресивност и при ниски температури. В химическата промишленост, алуминий, мед и

кел, олово, титан, тантал и техните сплави.

Алуминий.Притежава висока устойчивост на органични киселини, концентрирана азотна киселина, разредена сярна киселина, относително устойчива на сух хлор и солна киселина. Високата корозионна устойчивост на метала се дължи на образуването на защитен оксиден филм върху повърхността му, който го предпазва от по -нататъшно окисляване. Механичните свойства на алуминия са силно зависими от температурата. Например, с повишаване на температурата от 30 ° C до 200 ° C, стойностите на допустимото напрежение на опън намаляват с 3 - 3,5 пъти, а за компресия - 5 пъти. Горната гранична температура за алуминиево приложение е 200 ° С. Алуминият не е устойчив на основи.

Мед.Взаимодействието на медта с кислорода започва при стайна температура

pe и рязко се увеличава при нагряване с образуването на филм от меден оксид (червен). Медта запазва своята здравина и здравина при ниски температури и затова се използва широко в дълбоко студени техники. Медта не е устойчива на азотна киселина и гореща сярна киселина, относително устойчива на органични киселини. Медни сплави с други компоненти са широко разпространени: калай, цинк, олово, никел, алуминий, манган, злато и др. Най -често срещаните са медни сплави с цинк (месинг), с калай (бронз), с никел (LAN), с желязо и манган (LZhM), цинк (до 10% цинк - томбак; до 20% - полукомпактен; повече от 20% - константи, манганини и др.).

Водя- има относително висока киселинна устойчивост, особено към сярна киселина, поради образуването на защитен филм от оловен сулфат на повърхността му. Изключително висока мекота, ниска точка на топене и висока специфична тежест рязко ограничават използването на олово като конструкция

материал за крака. Въпреки това, сплавите, използващи олово като легиращ компонент, са намерили широко приложение в машиностроенето: оловен бронз, оловен месинг, оловен бабит (олово, калай, мед, антимон).

Никел- има висока устойчивост на корозия във вода, в разтвори на соли и основи при различни концентрации и температури. Бавно се разтваря в солна и сярна киселина, не е устойчив на азотна киселина. Широко използван

използва се в различни отрасли на техниката, главно за получаване на топлоустойчиви

сплави и сплави със специални физични и химични свойства. Никелово-медни сплави имат подобрени механични свойства и увеличени

висока устойчивост на корозия.

Термоустойчиви сплави, съдържащи никел-хром.Никеловите сплави, легирани с хром и волфрам, са устойчиви на окисляващи среди. Никеловите сплави с добавяне на мед, молибден и желязо са устойчиви на неокисляваща среда. Никелово-медни сплави с добавка на силиций са устойчиви на горещи разтвори на сярна киселина, докато никел-молибденовите сплави са силно устойчиви на солна киселина.

Титан и тантал.Титанът е химически устойчив на кипяща азотна киселина и акварегия на всички концентрации, нитрити, нитрати, сулфиди, органични киселини, фосфорна и хромова киселина. Въпреки това, продуктите от титан са 8-10 пъти по-скъпи от продуктите от хромоникелеви стомани, поради което използването на титан като конструктивен материалограничен. Танталът е химически устойчив на действието на кипяща солна киселина, акварегия, азотна, сярна, фосфорна киселина. Той обаче не е устойчив на основи.

Титанът и танталът по механични свойства не отстъпват на високолегираните стомани, а по отношение на химическата устойчивост са много по-добри. Тези ценни метали се използват широко в химическото инженерство както в чист вид, така и под формата на сплави.

Неметални строителни материали.Използването на неметални структурни материали в химическото инженерство дава възможност да се спестят скъпи и оскъдни метали.

Флуоропласт (тефлон)- конструктивните елементи от полимери, съдържащи флуор, са силно устойчиви в почти всички корозивни среди в широк температурен диапазон.

Материали от въглероден графит-графит, импрегниран с фенолформалдехидна смола, или графит-пластмаса-пресована пластмаса на базата на фенолформалдехидна смола с графитен пълнител. Те имат висока устойчивост на корозия в кисела и алкална среда.

Стъклени и емайли.Стъклото се използва като структурен материал при производството на високо чисти вещества. Емайлите са специални силикатни стъкла с добра адхезия към метал. Промишлеността произвежда емайлирани апарати от чугун и стомана, работещи в широк температурен диапазон от -15 до +250 ° C при налягане до 0,6 MPa.

Керамика-Киселоустойчиви тухли се произвеждат за облицовка на химическо оборудване, керамика с големи блокове за апарати от кула, например при производството на сярна киселина. Керамичните материали са силно устойчиви на много агресивни среди, с изключение на копринените. Киселоустойчивите керамични тръбопроводи се използват широко за транспортиране на сярна и солна киселина.

Порцелан- има висока устойчивост към всички киселини, с изключение на топенето

кова. Недостатъчно устойчиви на основи. Порцеланът се използва като структурен материал в индустриите, където се налагат повишени изисквания за чистотата на продуктите.

Винипласт- термопластична маса с висока стабилност в почти всички киселини, основи и разтвори, с изключение на азот и олеум. Виниловите пластмасови части работят надеждно в температурния диапазон 0 - 40 ° C и налягане до 0,6 MPa.

Асбовинил- състав от киселиноустойчив азбест и лак, който има сравнително съдържание

висока устойчивост на действието на повечето киселини и основи в температурния диапазон от - 50 до +110 ° С.

Полиетилен, полипропилен- термопластични материали, устойчиви на действието на минерални киселини и основи при условия:

Полиетилен - температура от - 60 до +60 ° С, налягане до 1 МРа,

Полипропилен - температура от - 10 до +100 ° С, налягане до 0,07 МРа.

Фаолит- киселиноустойчива пластмаса с пълнители: азбест, графит, кварцов пясък. Използва се при температури до 140 ° C и налягане до 0,06 MPa. Фаолитът е устойчив на действието на много киселини, включително сярна (до 50% концентрация), солна (всички концентрации), оцетна, мравчена (до 50%), фосфорна и бензолна, но не е устойчива в разтвори на алкали и окисляващи агенти.

Текстолит- превъзхожда фаолита по механична якост и е силно устойчив на агресивни среди, включително киселини - сярна (концентрат

уоки-токи до 30%), солна (до 20%), фосфорна (до 25%), оцетна (всички концентрации). Горната граница на температурата при прилагане на печатни платки е 80 ° С.

Импрегниран графит- графит, получен след калциниране на въглищен катран и импрегниран със свързващи смоли - фенол -формалдехид, силиций

органични, епоксидни и др.

Поради добрата топлопроводимост на импрегнирания графит, той се използва широко

се използват за производството на топлообменници и тръбопроводни фитинги... Импрегнираният графит е устойчив в много химически активни среди, включително киселини - азотна (ниска концентрация), флуороводородна (до 40% концентрация), сярна (до 50%), солна, оцетна, мравчена, фосфорна. Някои марки импрегниран графит са устойчиви на алкали.

Топлоустойчив киселоустойчив бетон- използва се за бетониране на дъното на оборудването на кулата за производство на сярна киселина, за производство на основи за оборудване. Работи надеждно при условия на 900 - 1200 ° С. V последните временасе използват полимерни бетони на основата на органични смоли, които са силно устойчиви на концентрирани киселини, основи, бензол, толуол и флуорсъдържащи среди.

Естествени силикатни материали: диабаз, базалт, азбест, хризотил и андезит имат висока киселинна устойчивост, изключение прави хризотил, който не е устойчив на киселини, но е устойчив на основи. Всички тези материали имат добри физически и механични свойства и се използват широко като структурни топлоизолационни и облицовъчни материали.

Структурните материали, използвани в химическото инженерство, условно се разделят на четири класа:

Цветни метали и сплави;

Неметални материали.

Да стане. Стоманата е сплав от желязо с въглерод, чието съдържание не надвишава 1-2%. В допълнение, съставът на стоманата включва примеси от силиций, манган, както и сяра и фосфор.

По химичен състав стоманите се разделят на няколко групи:

Въглерод с обикновено качество;

Карбонова конструкция;

Легирана конструкция и др.

Въглеродна стомана с обикновено качество се произвежда в зависимост от химичен съставсъгласно ГОСТ 380-88 и ГОСТ 16523-88. Обикновената въглеродна стомана е разделена на няколко категории - 1, 2, 3, 4, 5, 6 - колкото по -голям е броят, толкова по -висока е механичната якост на стоманата и по -ниската й пластичност. Според степента на разкисляване на стоманата на всички

Таблица 12.1 показва примери за използване на обикновена качествена въглеродна стомана в химическото инженерство.

Свойствата на въглеродната стомана с обикновено качество значително се повишават след термична обработка, която за валцуваните продукти може да се изрази в нейното втвърдяване или непосредствено след валцуване, или след специално нагряване.

Например, термичното втвърдяване на стоманена ламарина, изработена от стоманени марки StZ, StZkp при охлаждане във вода, увеличава границата на провлачване с повече от 1,5 пъти при високо (15 + 26%) относително удължение.

Топлинната обработка на нисковъглеродни стомани не само подобрява механичните свойства на стоманите, но също така носи значителни икономически ползи.

Въглеродните конструкционни стомани се произвеждат в съответствие с ГОСТ 1050-74 от следните марки: 08, 10, 15, 20, 25, 30,40,45, 55, 58 и 60. В зависимост от степента на разкисляване в съответствие с ГОСТ 1050 -88, се произвеждат следните марки стомана: 05kp, 08kp, 08ps, Yukp, Yups, 11kp, 15kp, 18kp, 20kp и 20ps.

Таблица 12.2 показва примери за използване на въглеродна конструкционна стомана в химическото инженерство.

Таблица 12.2. Структурна въглеродна стомана

За да се подобрят физико -механичните характеристики на стоманите и да им се придадат специални свойства (топлоустойчивост, киселинна устойчивост, топлоустойчивост и др.), В състава им се въвеждат някои легиращи добавки.

Най -често срещаните легиращи добавки:

Хром (X) - увеличава твърдостта, здравината, химическата и корозионната устойчивост, топлоустойчивостта;

Никел (N) - увеличава здравината, пластичността и здравината;

Волфрам (В) - увеличава твърдостта на стоманата, осигурява нейното самозатвърдяване;

Молибден (М) - увеличава твърдостта, якостта на разтягане при опън, якостта, подобрява заваряемостта;

Манган (G) - увеличава твърдостта, повишава устойчивостта на корозия, намалява топлопроводимостта;

Силиций (С) - увеличава границите на твърдост, якост, добив и еластичност, киселинно съпротивление;

Ванадий (F) - увеличава твърдостта, якостта на разтягане при опън, якостта, подобрява заваряемостта на стоманата и повишава устойчивостта на водородна корозия;

Титан (T) - увеличава якостта и повишава корозионната устойчивост на стоманата при високи (> 800 ° C) температури.

Обикновено има няколко добавки в легираните стомани. Според общото съдържание на легиращи добавки, легираните стомани са разделени на три групи:

Нисколегиран - със съдържание на добавки до 3%;

Средно легиран - със съдържание на добавки от 3 до 10%;

Силно легиран - с добавки> 10%.

Таблица 12.3 са показани примери за използване на легирани стомани в химическото инженерство.

Таблица 12.3. Легирани структурни стомани Назначаване Устойчиви на корозия стомани за употреба в умерено корозивни среди Азотна и хромова киселина с различни концентрации при температура не по -висока от 25 ° C. Концентрация на оцетна киселина<5% при температуре до 25 °С. Щелочи (аммиак, едкий натр, едкое кали). Соли органические и неорганические при температуре не более 50 °С и концентрации менее 50% Те имат повишена твърдост, добра устойчивост на корозия във влажен въздух, чешмяна вода, някои органични киселини, разтвори на соли и основи, азотна киселина и натриев хлорид при 20 ° C Устойчив на накип до 850 ° С

Продължение на таблицата. 12.3 Назначаване 10Х14Г14Н4Т, Заместители на стомани 12X18H9T, 17X18H9, 12X18H10T за оборудване, работещо в умерено агресивни среди, както и продукти, работещи при повишени температури до +400 ° С и ниски температури до -196 ° С Устойчиви на корозия стомани за средно корозивни среди Заместители на стоманени марки 12X18H10T и 12X18H9T за заварени конструкции, които не са изложени на ударни натоварвания при работна температура най -малко -20 ° C. За тръби на оборудване за топлообмен. Не се препоръчва да се работи в температурния диапазон от 400-700 ° С. Устойчив на действието на азотна, фосфорна, лимонена, оцетна, оксалова киселина с различни концентрации при температури не надвишаващи 100 ° С 08X22 Н6Т, 08Х18Г8Н2Т Заместител на стомани 12X18H1 OT и 08X18H1 OT Той има по -висока якост от тези стомани и се използва за производството на заварено оборудване, работещо при температури не по -високи от 300 ° C. Заместител на стомана 12X18H9T за заварени и споени конструкции Висока устойчивост на корозия по отношение на азотна, студена фосфорна и органична киселина (с изключение на оцетна, мравчена, млечна и оксалова), към разтвори на много соли и основи, морска вода, влажен въздух. Нестабилен в солна, сярна, флуороводородна, гореща фосфорна, кипяща органична киселина. Имат задоволителна устойчивост на междузърнеста корозия Има по -висока устойчивост от стомана 12X18H 10T. Например стоманата е устойчива на действието на 65% азотна киселина при температура не повече от 50 ° C, на действието на концентрирана азотна киселина при температура не повече от 20 ° C, на повечето разтвори на соли на органични и неорганични киселини при различни температури и концентрации Използва се при производството на формалдехидни смоли Използва се като конструктивен материал в пластмасовата промишленост За заварени изделия, работещи при криогенни температури до -253 ° C Устойчиви на корозия стомани за среда с повишена и висока агресивност 04X18H10, 03X18H11 За оборудване и тръбопроводи в производството на азотна киселина и амониев нитрат

Краят на масата. 12.3 Назначаване За производство на заварени изделия, работещи в силно корозивни среди. Използва се като топлоустойчива стомана при температури до 600 ° С 10X171113M2T, 10X17N PMZT, 08X17N15MZT, 08X17N14MZ, 03X21N21M4GB За производство на заварени конструкции, работещи при условия на кипене на фосфорна, сярна, 10% оцетна киселина и в среда със сярна киселина. Заварени тела, дъна, фланци и други части при температури от -196 до 600 ° C под налягане За заварени конструкции, работещи при температури до 80 ° C при условия на производство на сярна киселина с различни концентрации Млечна, мравчена киселина при температури до 20 "C. Концентрация на каустик до 68% при температура 120 ° C. Азотна киселина със 100% концентрация при 70 ° C. Солна киселина, сух йод до 10% концентрация при температури до 20 ° С

Химически-топлинната обработка е от съществено значение за подобряване на качеството на стоманата, т.е. процеса на насищане на повърхността на стоманата с различни елементи, за да се укрепи повърхностният й слой, да се увеличи твърдостта на повърхността, топлоустойчивостта и химическата устойчивост.

Основните видове химико-термична обработка на стоманени изделия включват:

Циментирането е процесът на насищане на повърхностния слой с въглерод, което подобрява неговата здравина и твърдост;

Азотирането е процесът на насищане на повърхностния слой с азот, което увеличава устойчивостта на продуктите към абразия и атмосферна корозия;

Алитацията е процес на дифузионно насищане на повърхностния слой с алуминий, който увеличава устойчивостта на окисляване при температури 800-5-1000 ° C;

Хромиране - повърхностно насищане на продукти с хром, което значително повишава твърдостта, устойчивостта на износване и устойчивостта на корозия във вода, азотна киселина, атмосфера и газообразни среди при високи температури.

По-нататъшното подобряване на качеството на химико-термичната обработка на стомани се развива в две посоки: насищане на дифузионния слой с азот и втвърдяване на части чрез термично циклиране по време на насищане. Основата на новите технологични процеси беше нитрокарбонизирането с постепенно увеличаване на консумацията на амоняк.

В този случай дебелината на слоя се увеличава до 1-2 mm или повече, а твърдостта му се увеличава.

Чугуни. Сивите чугуни са сплав от желязо, въглерод и други металургични добавки: силиций, манган, фосфор и сяра. Съдържанието на въглерод в чугуните варира от 2,8 до 3,7%, с скрап, по-голямата част от него е в свободно състояние (графит) и само около 0,8-М), 9% е в свързано състояние под формата на циментит (железен карбид - PeC). Свободният въглерод се отделя в чугун под формата на плочи, люспи или зърна. Според микроструктурата те се разграничават:

Сив чугун - в структурата на който се отделя въглерод под формата на ламелен или нодуларен графит;

Бял чугун - в структурата на който въглеродът се отделя в свързано състояние;

Избелен чугун - в отливките на които външният слой има структурата на бяло желязо, а сърцевината има структура на сиво желязо;

Половин чугун - в структурата на който въглеродът се отделя частично в свързана, а отчасти в свободна форма.

Чугунените части се произвеждат чрез леене в земни и метални форми. От чугун се получават части със сложна конфигурация, които не могат да бъдат получени чрез други методи, например коване или рязане.

Сивият чугун е ценен структурен материал, тъй като има добри механични свойства, като същевременно е сравнително евтин.

Значителен недостатък на сивите чугуни е тяхната ниска пластичност. Следователно коването и щамповането на сив чугун, дори в нагрято състояние, е невъзможно.

Степента на сив чугун (SCh) обикновено съдържат две числа: първото характеризира якостта на опън, второто - крайната якост на огъване, например SCh 12-28; SCH 18-36 и др.

Сивите чугуни имат ниска химическа устойчивост и части от тях не могат да работят в агресивна среда.

За да се подобри качеството на чугуна, той се модифицира с различни модификатори, които влияят върху кристализацията на течното желязо, променяйки неговите механични свойства.

Разграничете ковко желязо и ковко желязо. Ковният чугун (KCh) се различава от сивия чугун с намалено съдържание на въглерод и силиций, което го прави по-пластичен, способен да издържа на значителни деформации (относителното удължение на KCh е 3-10%). Чугунът с висока якост (VCh) е вид пластично желязо, чиито високи якостни характеристики се постигат чрез модифициране с магнезий и добавките към неговите сплави. Пластичните и възлови чугуни се използват за производство на колянови валове, малки цилиндри на компресора и други оформени тънкостенни части.

Легираните чугуни, които включват легиращи елементи: никел, хром, молибден, ванадий, титан, бор и lr, са широко използвани в химическото инженерство.

Според общото съдържание на легиращи добавки, чугунът е разделен на три групи:

Нисколегирани - легиращи добавки до 3%;

Среднолегирани - легиращи добавки около 3 до 10%;

Високолегирани - легиращи добавки над 10%.

Легирането може значително да подобри качеството на чугуна и

Дайте му специални свойства. Например, въвеждането на никел, хром, молибден, силиций увеличава химическата устойчивост и топлоустойчивостта на чугуна; никелови чугуни с добавка на мед (5-6%) работят надеждно с основи; високохромни (до 30% Cr) са устойчиви на действието на азотна, фосфорна и оцетна киселини, както и на хлоридни съединения; чугун с добавяне на молибден до 4% (антихлор) издържа добре на действието на солна киселина.

Цветни метали и техните сплави. Цветните метали и техните сплави се използват за производството на машини и апарати, работещи в среда със средна и висока агресивност и при ниски температури. В химическата промишленост алуминий, мед, никел, олово, титан, тантал и техните сплави се използват като структурни материали.

Алуминий. Притежава висока устойчивост на органични киселини, концентрирана азотна киселина, разредена сярна киселина, относително устойчива на сух хлор и солна киселина. Високата корозионна устойчивост на метала се дължи на образуването на защитен оксиден филм върху повърхността му, който го предпазва от по -нататъшно окисляване. Механичните свойства на алуминия са силно зависими от температурата. Например, с повишаване на температурата от 30 ° C до 200 ° C, стойностите на допустимото напрежение на опън намаляват с 3-3,5 пъти, а за компресия - с

Пет пъти. Горната гранична температура за алуминиево приложение е 200 ° С. Алуминият не е устойчив на основи.

Мед. Взаимодействието на медта с кислорода започва при стайна температура и рязко се увеличава при нагряване с образуването на меден оксиден филм (червен). Медта запазва своята здравина и здравина при ниски температури и затова се използва широко в дълбоко студени техники. Медта не е устойчива на азотна киселина и гореща сярна киселина, относително устойчива на органични киселини. Медни сплави с други компоненти са широко разпространени: калай, цинк, олово, никел, алуминий, манган, злато и др. Най -често срещаните са медни сплави с цинк (месинг), с калай (бронз), с никел (LAN), с желязо и манган (LZhM), цинк (до 10% цинк - томбак; до 20% - полукомпактен; повече от 20% - константи, манганини и др.).

Олово - има относително висока киселинна устойчивост, особено към сярна киселина, поради образуването на защитен филм от оловен сулфат на повърхността му. Изключително високата мекота, ниската точка на топене и високата специфична тежест рязко ограничават използването на олово като структурен материал. Въпреки това, сплавите, използващи олово като легиращ компонент, са намерили широко приложение в машиностроенето: оловен бронз, оловен месинг, оловен бабит (олово, калай, мед, антимон).

Никел - има висока корозионна устойчивост в огнището, в разтвори на соли и основи при различни концентрации и температури. Бавно се разтваря в солна и сярна киселина, не е устойчив на азотна киселина. Той се използва широко в различни отрасли на технологията, главно за производството на термоустойчиви сплави и сплави със специални физико-химични свойства. Никелово-медни сплави имат подобрени механични свойства и повишена устойчивост на корозия.

Термоустойчиви сплави, съдържащи никел-хром. Никеловите сплави, легирани с хром и волфрам, са устойчиви на окисляващи среди. Никеловите сплави с добавяне на мед, молибден и желязо са устойчиви на неокисляваща среда. Никелово-медни сплави с добавка на силиций са устойчиви на горещи разтвори на сярна киселина, докато никел-молибденовите сплави са силно устойчиви на солна киселина.

Титан и тантал. Титанът е химически устойчив на кипяща азотна киселина и акварегия на всички концентрации, нитрити, нитрати, сулфиди, органични киселини, фосфорна и хромова киселина. Въпреки това, продуктите от титан са 8-10 пъти по-скъпи от продуктите от хромоникелеви стомани, поради което използването на титан като структурен материал е ограничено. Танталът е химически устойчив на действието на кипяща солна киселина, акварегия, азотна, сярна, фосфорна киселина. Той обаче не е устойчив на основи.

Титанът и танталът по механични свойства не отстъпват на високолегираните стомани, а по отношение на химическата устойчивост са много по-добри. Тези ценни метали се използват широко в химическото инженерство както в чист вид, така и под формата на сплави.

Неметални строителни материали. Използването на неметални структурни материали в химическото инженерство дава възможност да се спестят скъпи и оскъдни метали.

Флуоропласт (тефлон) - конструктивни елементи, изработени от флуор -съдържащи полимери, са силно устойчиви в почти всички корозивни среди в широк температурен диапазон.

Въглерод-графитни материали ~ графит, импрегниран с фенолформалдехидна смола или графит-пластмаса,-пресована пластмаса на базата на фснол-формалдехидна смола с графитен пълнител. Те имат висока устойчивост на корозия в кисела и алкална среда.

Стъклени и емайли. Стъклото се използва като структурен материал при производството на високо чисти вещества. Емайлите са специални силикатни стъкла с добра адхезия към метал. Промишлеността произвежда емайлирани апарати от чугун и стомана, работещи в широк температурен диапазон от -15 до +250 ° C при налягане до 0,6 MPa.

Керамика-киселинно устойчиви тухли се произвеждат за облицовка на химическо оборудване, керамика с големи блокове за апарати от кула, например при производството на сярна киселина. Керамичните материали са силно устойчиви на много агресивни среди, с изключение на алкални среди. Киселоустойчивите керамични тръбопроводи се използват широко за транспортиране на сярна и солна киселина.

Порцеланът е силно устойчив на всички киселини, с изключение на флуороводородната киселина. Недостатъчно устойчиви на основи. Порцеланът се използва като структурен материал в индустриите, където се налагат повишени изисквания за чистотата на продуктите.

Viniplast е термопластична маса, която е силно устойчива на почти всички киселини, основи и разтвори, с изключение на азот и олеум. Виниловите пластмасови части работят надеждно в температурния диапазон 0-40 ° C и налягане до 0,6 MPa.

Асбовинилът е състав от киселинно устойчив азбест и лак, който има относително висока устойчивост на действието на повечето киселини и основи в температурния диапазон от -50 до +110 ° С.

Полиетилен, полипропилен - термопластични материали, устойчиви на действието на минерални киселини и основи при условия:

Полиетилен - температура от -60 до +60 "С, налягане до 1 МРа;

Полипропилен - температура от -10 до +100 ° С, налягане до

Фаолитът е киселиноустойчива пластмаса с пълнители: азбест, графит, кварцов пясък. Използва се при температури до 140 ° C и налягане до 0,06 MPa. Фаолитът е устойчив на действието на много киселини, включително сярна (до 50% концентрация), солна (всички концентрации), оцетна, мравчена (до 50%), фосфорна и бензолна, но не е устойчива в разтвори на алкали и окисляващи агенти.

Текстолит - надминава фаолита по механична якост и е силно устойчив на агресивни среди, включително киселини - сярна (до 30% концентрация), солна (до 20%),

Фосфорна (до 25%), оцетна (всички концентрации). Горната граница на температурата при прилагане на печатни платки е 80 ° С.

Импрегниран графит - графит, получен след калциниране на въглищен катран и импрегниран със свързващи смоли - фенол - формиат с дехид, силициев силиций, епоксид и др.

Поради добрата топлопроводимост на импрегнирания графит, той се използва широко за производството на топлообменници и фитинги за тръбопроводи. Импрегнираният графит е устойчив в много химически активни среди, включително киселини - азотна (ниска концентрация), флуороводородна (до 40% концентрация), сярна (до 50%), солна, оцетна, мравчена, фосфорна. Някои марки импрегниран графит са устойчиви на алкали.

Топлоустойчив киселоустойчив бетон-използва се за бетониране на дъното на оборудването на кулата за производство на сярна киселина, в деня, в който са направени основите на оборудването. Работи надеждно при условия на 900-1200 ° C. Напоследък се използват полимерни бетони на основата на органични смоли, които са силно устойчиви на действието на концентрирани киселини, основи, бензол, толуол и флуорсъдържащи среди.

Естествени силикатни материали: диабаз, базалт, азбест, хризотил и андезит имат висока киселинноустойчивост, изключение прави хризотил, който не е устойчив на киселини, но е устойчив на основи. Всички тези материали имат добри физически и механични свойства и се използват широко като структурни топлоизолационни и облицовъчни материали.

материалите са механични свойства, което ги отличава от другите технически материали (оптични, изолационни, смазочни материали, бои и лакове, декоративни, абразивни и др.). До основните критерии за качество Строителни материалипараметрите на устойчивост на външни натоварвания включват: здравина, вискозитет, надеждност, ресурс и пр. В продължение на дълъг период от своето развитие човешкото общество използва за своите нужди (инструменти и лов, прибори, бижута и т.н.) ограничен набор от материали: дърво, камък, растителни влакна и животински произход, печена глина, стъкло, бронз, желязо. Индустриалната революция на 18 век и по -нататъшното развитие на технологиите, особено създаването на парни машини и появата в края на 19 век. двигатели с вътрешно горене, електрически машини и автомобили, усложнени и диференцирани изискванията за материалите на техните части, които започнаха да работят при сложни променливи натоварвания, повишени температури и т.н. Строителни материалистоманени метални сплави на основата на желязо ( чугуни и да стане ), мед ( бронз и месинг ), олово и калай.

При проектирането на самолети, когато основното изискване за Строителни материали, се е превърнал в висока специфична якост, широко се разпространяват дървесни пластмаси (шперплат), нисколегирани стомани, алуминиеви и магнезиеви сплави. По -нататъшното развитие на авиационните технологии изисква създаването на нови топлоустойчиви сплави върху никелови и кобалтови основи, стомани, титан, алуминий, магнезиеви сплави, подходящи за продължителна работа при високи температури. Подобряването на технологиите на всеки етап от развитието представя нови, непрекъснато нарастващи изисквания за Строителни материали(устойчивост на температура, устойчивост на износване, електропроводимост и др.). Например корабостроенето се нуждае от стомани и сплави с добра заваряемост и висока устойчивост на корозия, а химическото инженерство се нуждае от висока и дългосрочна устойчивост в корозивни среди. Развитието на ядрената енергия е свързано с използването на Строителни материали, притежаващи не само достатъчна якост и висока корозионна устойчивост в различни охлаждащи течности, но и задоволяващи ново изискване - малко напречно сечение за улавяне на неутрони.

Строителни материалисе подразделят: по естеството на материалите - на метални, неметални и композитни материали, комбиниране на положителните свойства на тези и други материали; по технологичен дизайн - за деформирани (валцувани, изковки, щамповане, екструдирани профили и др.), леени, спечени, формовани, залепени, заварени (чрез топене, експлозия, дифузионно свързване и др.); според условията на работа-за работещи при ниски температури, устойчиви на топлина, корозия, котлен камък, износване, гориво, масло и др.; според критериите за якост - за материали с ниска и средна якост с голяма граница на пластичност, материали с висока якост с умерена граница на пластичност.

Индивидуални класове Строителни материалиот своя страна са разделени на множество групи. Например металните сплави се разграничават: по системи от сплави - алуминий, магнезий, титан, мед, никел, молибден, ниобий, берилий, волфрам, на желязна основа и др.; по видове втвърдяване - втвърдени, подобрени, стареещи, циментирани, цианизирани, азотирани и др .; по структурен състав - аустенитни и феритни стомани, месинг и др.

Неметален Строителни материалиТе се подразделят според изомерния състав, технологичните характеристики (пресовани, тъкани, навити, формовани и др.), По типовете пълнители (подсилващи елементи) и по естеството на тяхното разположение и ориентация. Някои Строителни материали, например стомана и алуминиеви сплави, се използват като строителни материали и, обратно, в някои случаи строителни материали, например железобетон, използвани в машиностроенето.

Технически и икономически параметри Строителни материаливключват: технологични параметри - обработваемост на метала чрез налягане, рязане, отливки (течливост, склонност към образуване на горещи пукнатини по време на леене), заваряемост, заваряемост, скорост на втвърдяване и течливост на полимерни материали при нормални и повишени температури и др .; показатели за икономическа ефективност (цена, интензивност на труда, недостиг, степен на използване на метали и др.).

До метал Строителни материаливключва повечето от стоманените марки, произведени от индустрията. Изключение правят стоманите, които не се използват в конструктивните елементи: инструментални стомани, за нагревателни елементи, за запълваща тел (при заваряване) и някои други със специални физически и технологични свойства. Основната част е стоманата Строителни материалиизползвани от технологията. Те се отличават с широк диапазон на якост - от 200 до 3000 Mn / m 2(20-300 kgf / mm 2), пластичността на стоманите достига 80%, вискозитет - 3 MJ / m 2.Структурните (включително неръждаеми) стомани се топят в конвертори, мартени и електрически пещи. За допълнително рафиниране се използва промиване с аргон и обработка със синтетична шлака в черпак. Отговорните стомани, които изискват висока надеждност, се произвеждат чрез вакуумно-дъгово, вакуумно-индукционно и електрошлаково претопяване, вакуумиране и, в специални случаи, чрез подобряване на кристализацията (в инсталации за непрекъснато или полунепрекъснато леене) чрез изтегляне от стопилката.

Чугуните се използват широко в машиностроенето за производството на легла, колянови валове, зъбни колела, цилиндри на двигатели с вътрешно горене, части, работещи при температури до 1200 ° C в окисляваща среда и др. Якостта на чугуните, в зависимост от легирането, варира от 110 Mn / m 2(чугун) до 1350 Mn / m 2(легиран магнезиев чугун).

Никелови сплави и кобалтови сплави запазват якост до 1000-1100 ° C. Те се топят във вакуум-индукционна и вакуумна дъга, както и в плазма и електронно -лъчеви пещи. Те се използват в самолетни и ракетни двигатели, парни турбини, устройства, работещи в агресивни среди и др. Издръжливост алуминиеви сплави прави: деформируем до 750 Mn / m 2,леярни до 550 Mn / m 2,по отношение на специфична твърдост, те значително надвишават стоманата. Те се използват за производството на корпуси за самолети, хеликоптери, ракети, кораби за различни цели и др. Магнезиеви сплави имат висок специфичен обем (4 пъти по -висок от този на стоманата), имат здравина до 400 Mn / m 2и по -висока; Те се използват главно под формата на леене в самолетни конструкции, в автомобилната индустрия, в текстилната и полиграфическата промишленост и др. , полиметилметакрилат, полиамиди, флуоропласти, както и термореактиви се използват в части от електрическо и радио оборудване, фрикционни агрегати, работещи в различни среди, включително химически активни: горива, масла и др.

Стъкло (силикатно, кварцово, органично), триплекси на тяхна основа се използват за остъкляване на кораби, самолети, ракети; керамичните материали се използват за производство на части, които работят при високи температури. Каучуците на основата на различни каучуци, подсилени с кордни тъкани, се използват за производството на гуми или монолитни колела за самолети и автомобили, както и различни подвижни и неподвижни уплътнения.

Развитието на технологиите поставя нови, по -високи изисквания към съществуващите Строителни материали, стимулира създаването на нови материали. За да се намали масата на самолетните конструкции, например се използват многослойни конструкции, които съчетават лекота, твърдост и здравина. Външна армировка на затворени метални обеми (топки, цилиндри, цилиндри) фибростъкло ви позволява значително да намалите теглото им в сравнение с металните конструкции. Много области на технологиите изискват Строителни материаликомбиниране на структурна якост с високи електрически, топлозащитни, оптични и други свойства.

Тъй като в състава Строителни материалипочти всички елементи на периодичната таблица са намерили своето приложение и ефективността на методите за втвърдяване, които вече са станали класически за метални сплави чрез комбинация от специално подбрано легиране, висококачествено топене и подходяща топлинна обработка, се намалява, перспективи за подобряване на имотите Строителни материалисвързани със синтеза на материали от елементи с ограничаващи стойности на свойства, например изключително здрави, изключително огнеупорни, термостабилни и др. Такива материали представляват нов клас композити Строителни материалиТе използват елементи с висока якост (влакна, нишки, тел, мустаци, гранули, диспергирани твърди и огнеупорни съединения, които съставляват армировката или пълнителя), свързани с матрица от пластмаса и издръжлив материал (метални сплави или неметални, предимно полимер, материали). Композиционен Строителни материалипо отношение на специфична якост и специфичен модул на еластичност, те могат да надминат стоманата или алуминиевите сплави с 50-100% и да осигурят икономия на масата на конструкциите с 20-50%.

Наред със създаването на композиция Строителни материалис ориентирана (ортотропна) структура, обещаващ начин за подобряване на качеството Строителни материалие регулирането на структурата на традиционните Строителни материалиПо този начин чрез насочено втвърдяване на стомани и сплави се получават отливани части, например лопатки на газова турбина, състоящи се от кристали, ориентирани спрямо основните напрежения по такъв начин, че границите на зърната (слаби места при високотемпературни сплави) са разтоварени. Насочената кристализация дава възможност да се увеличи пластичността и издръжливостта няколко пъти. Още по -усъвършенстван метод за създаване на ортотропен Строителни материалие производството на монокристални части с определена кристалографска ориентация спрямо действащите напрежения. Методи за ориентиране в неметални Строителни материалиТака ориентацията на линейни макромолекули от полимерни материали (ориентация на стъкла от полиметилметакрилат) значително увеличава тяхната здравина, вискозитет и дълготрайност.

При синтезиране на композицията Строителни материали, създаването на сплави и материали с ориентирана структура, се използват постиженията на материалознанието.

Лит.:Киселев Б.А., Фибростъкло, М., 1961; Строителни материали, т. 1- 3, М., 1963-65; Огнеупорни материали в машиностроенето. Наръчник, изд. А. Т. Туманов и К. И. Портной, М., 1967; Структурни свойства на пластмасите, транс. от английски, М., 1967; Каучукът е конструктивен материал на съвременното машиностроене. Сб. Чл., М., 1967; Материали в машиностроенето. Избор и приложение. Наръчник, изд. И. В. Кудрявцева, т. 1-5, М., 1967-69; Химушин Ф. Ф., Топлоустойчиви стомани и сплави, 2-ро изд., М., 1969; Съвременни композитни материали, per. от английски., М., 1970; Алуминиеви сплави. Сб. Чл., Т. 1-6, М., 1963-69.

А. Т. Туманов, Н. С. Скляров.

Статия за думата " Строителни материали„във Великата съветска енциклопедия е прочетена 44784 пъти

СТРОИТЕЛНИ МАТЕРИАЛИ- основните видове материали, от които се изработват машини, оборудване, устройства, строителни рамки, мостове и други конструкции и които понасят основния енергиен товар по време на експлоатацията си.

Конструктивните материали се класифицират според широк спектър от характеристики: според тяхната приложимост - в машиностроенето, в строителството; по естеството на образуване - метални, неметални, композитни; чрез реакция на външни влияния-запалими, устойчиви на корозия, топлоустойчиви, студоустойчиви; според свойствата, проявени в различни методи на обработка - пластмасови, огнеупорни, заваряеми, склонни към напукване, закалими и др .; по производствени методи - сплави, пресовани, валцувани, тъкани, формовани, филми.

Важни показатели за конструкционните материали са техните якостни свойства - устойчивост на компресия, опън, работа при огъване, издръжливост при вибрационни натоварвания, както и редица специални свойства, взети под внимание при проектирането на машини, оборудване и строителни конструкции. Сред тях са лекота с определени якостни свойства, устойчивост на износване, електрическа и топлопроводимост, способност за преминаване на газове и др.

При избора на конструктивни материали в процеса на проектиране на продукти се използват техническите и икономическите им параметри - цена, степен на използване и интензивност на труда при различни условия на обработка и др. И оборудване, всяка възможна икономия на материални ресурси, въвеждане на ресурсоспестяващи технологии , намалявайки масата на конструкциите, като същевременно увеличава тяхната надеждност, изискванията за качествени показатели на строителните материали се увеличиха драстично и станаха по -сложни.

Например, необходими са конструктивни материали, които са леки и в същото време устойчиви на топлина, запазващи якостта както при високи, така и при ниски температури, пластмаса и добре издържащи на ударни натоварвания и пр. Такива изисквания доведоха до появата на редица нови структурни материали. Сплавите на базата на алуминий, титан и особено магнезий са обещаващи.

С увеличаване на изискванията за якостни свойства, както и за запазване на тези свойства при различни екстремни условия, се свързва нова посока за получаване на структурни материали, а именно, синтеза им от елементи с пределни стойности на свойствата - изключително силен , огнеупорни, термостабилни и др. Такива материали представляват нов клас композитни структурни материали. Те използват различни влакна, нишки, жици, мустаци, гранули, диспергирани твърди и огнеупорни съединения, оксиди, карбиди, които представляват или армировка, или пълнител от композитен структурен материал.

Според определени параметри такива строителни материали могат да надхвърлят всички известни изходни материали. Нови якостни свойства на конструктивните материали се получават чрез специална обработка на метали, термично пръскане на метални прахове и др.

Научно -техническият прогрес в машиностроенето и строителството изисква по -нататъшно подобряване на качеството на всички видове конструкционни материали и разработване на технологии за тяхната обработка. XXVII конгрес на КПСС подчерта необходимостта от подобряване на структурата и качеството на конструкционните материали, въз основа на задачите за създаване на нова, прогресивна технология и прилагане на ресурсоспестяваща посока в развитието на икономиката.

Предвижда се ускоряване на развитието на производството на икономични видове метални изделия, синтетични и други усъвършенствани материали, разширяване на асортимента от продукти, подобряване на технико-икономическите и повишаване на якостните и антикорозионните характеристики на конструктивните материали. Решаването на този проблем е особено важно във връзка с нарастващото влияние на конструктивните материали върху ускоряването на научно -техническия прогрес.

Това са материали, от които са направени части от конструкции (машини и конструкции), които възприемат силовото натоварване и се отличават с износоустойчивост.

В продължение на дълъг период от своето развитие човешкото общество е използвало ограничен набор от материали за своите практически нужди: дърво, камък, естествени влакна, печена глина, стъкло, желязо и др. Индустриалната революция от 18 век. и по-нататъшното развитие на технологиите, особено създаването на парни машини и двигатели с вътрешно горене, електрически машини и автомобили, усложнява изискванията за материалите на техните части, за тяхната здравина, устойчивост на температура и т. н. По това време сплавите на желязна основа бяха основните структурни материали (виж. Желязо, стомана, чугун), мед (бронз, месинг), олово и калай.

При проектирането на самолети се изискваше висока специфична якост от конструктивни материали; широко се използват дървени пластмаси (шперплат), нисколегирани стомани, алуминиеви и магнезиеви сплави. По-нататъшното развитие на авиационната технология доведе до създаването на нови топлоустойчиви сплави на основата на никел и кобалт, титан, алуминий, магнезиеви сплави, подходящи за продължителна работа при високи температури.

С усъвършенстването на технологиите изискванията към конструкционните материали стават все по -сложни. И така, корабостроенето се нуждае от стомани и сплави, които са заваряеми, устойчиви на корозия, а химическото инженерство се нуждае от висока и дългосрочна устойчивост в корозивни среди. Ядрената енергия използва строителни материали, които предвид тяхната здравина трябва да отговарят на друго изискване - малко напречно сечение за улавяне на неутрони.

Има много различни строителни материали. По своята същност те се подразделят на метални, неметални и композитни.

Повечето марки стомана принадлежат към метални конструкционни материали. Стоманата се произвежда в преобразуватели, открити и електрически пещи, както и чрез методи за електрошоково претопяване (виж Леене), евакуация и др. Чугунът се използва широко в машиностроенето за производството на легла, колянови валове, зъбни колела, цилиндри на двигатели с вътрешно горене и др.

Никеловите и кобалтовите сплави запазват здравината си при 1000-1100 ° C, топят се във вакуумни дъгови, плазмени и електронно-лъчеви пещи (вж. Plasmatron, плазмена технология, електронно-лъчева технология). Тези сплави се използват в самолетни и ракетни двигатели, парни турбини и др. Алуминиевите сплави се използват за производството на корпуси за самолети, хеликоптери, ракети, кораби. Магнезиевите сплави се използват в строителството на самолети, в автомобилната индустрия, в текстилната и полиграфическата промишленост и др. Титановите сплави, които се характеризират с особено висока специфична якост и устойчивост на корозия, се използват в авиацията, химическата промишленост, медицината и др. на базата на мед, цинк, молибден, цирконий, хром, берилий.

Неметалните структурни материали включват пластмаси, термопластични полимери, керамика, огнеупорни материали и др. Пластмаси на база термореактивни, епоксидни, фенолни смоли и флуоропласти, подсилени (подсилени) със стъкло, кварц, азбест и други влакна, се използват при конструирането на самолети , ракети, енергийни и транспортни машини. Термопластичните полимерни материали - полистирол, полиамиди, флуоропласти - се използват в части от електрическо и радио оборудване и др.

Керамичните материали се използват за производство на части, които работят при високи температури. Каучуците на основата на различни каучуци, подсилени с кордни тъкани, се използват за производството на гуми или монолитни джанти за самолети и автомобили.

Съвременните технологии продължават да поставят все нови изисквания към конструктивните материали. Така например, за да се намали теглото на самолета, се използват многослойни конструкции, които се отличават едновременно с лекота, здравина и твърдост. Много области на технологията изискват материали, които съчетават здравина на конструкцията с високи електрически, топлоизолационни, оптични и други свойства.

Почти всички елементи на периодичната таблица са намерили приложение в състава на структурни материали. Ефективността на класическите метални сплави се постига чрез комбинация от специално легиране, висококачествено топене и термична обработка.

В бъдеще един от методите за получаване на ефективни структурни материали ще бъде тяхното широко синтезиране от елементи с ограничаващи стойности на свойствата, тоест изключително здрави, изключително огнеупорни, термостабилни и пр. Такива материали се наричат ​​композитни материали. При тяхното производство се използват елементи с висока якост (влакна, нишки, мустаци, огнеупорни съединения и др., Съставляващи армировка или пълнител), свързани чрез матрица от устойчив и пластмасов материал (метални сплави или полимерни материали). Композитните материали по отношение на специфична якост могат да бъдат с 50-100% по-високи от стоманите или алуминиевите сплави и да осигурят спестяване на тегло на конструкцията с 20-50%. Затова сега се отделя специално внимание на производството на строителни материали и подобряването на тяхното качество.