Конструкционные и электротехнические материалы.

37

Конструкционные и электротехнические

материалы.

Содержание

1. Латуни. Свойства. Химический состав. Маркировка по ГОСТ.

Применение латуни в электротехнике.

2. Для чего проводят цементацию сталей? Краткая описание технологические виды цементации и термическая обработка после цементации.

3. Описание основных свойств пластмасс. Состав пластмасс. Достоинства и недостатки пластмасс как конструкционного, так и электротехнического материала. Способы получение изделий из пластмасс.

4. Асбест и материалы на его основе. Их виды, состав и свойства. Способы получения. Для каких целей используют асбестовые материалы?

5. Что такое биметаллические проводники? Их виды, способы получение, свойства. Где используется биметаллы?

6. Обмоточные провода. Их назначение. На какие группы делятся они по виду изоляции и классам нагревостойкости? Где применяются такие провода?

7. Магнитомягкие материалы: технически чистое железо, кремнистая электротехническая сталь. Применение. Маркировка кремнистой электротехнической стали.

Латунь - сплав меди с цинком (от 5 до 45%). Латунь с содержанием от 5 до 20% цинка называется красной (томпаком), с содержанием 20-36% Zn - желтой. На практике редко используют латуни, в которых концентрация цинка  превышает 45%.

Цинк более дешевый материал по сравнению с медью, поэтому его введение в сплав одновременно с повышением механических, технологических и антифрикционных свойств, приводит к снижению стоимости - латунь дешевле меди. Электропроводность и теплопроводность латуни ниже, чем меди.

Латунь - двойной и многокомпонентный медный сплав, с основным легирующим элементом - цинком. По сравнению с медью обладают более высокой прочностью и коррозионной стойкостью. Простые латуни обозначают буквой Л и цифрой, показывающей содержание меди в процентах. В специальных латунях после буквы Л пишут заглавную букву дополнительных легирующих элементов и через тире после содержания меди указывают содержание легирующих элементов в процентах. Латуни разделяют на литейные и деформируемые. Латуни, за исключением свинцовосодержащих, легко поддаются обработке давлением в холодном и горячем состоянии. Все латуни хорошо паяются твердыми и мягкими припоями.

Коррозионная стойкость латуней в атмосферных условиях оказывается средней между стойкостью элементов, образующих сплав, т.е. цинка и меди. Латунь, содержащая более 20% цинка, склонна к растрескиванию при вылеживании во влажной атмосфере (особенно, если присутствуют следы аммиака). Этот эффект часто называют «сезонное растрескивание». Наиболее заметен он в деформированных изделиях, поскольку коррозия распространяется по границам зерен. Для устранения этого явления после деформации латунь подвергают отжигу при 240 - 260 (°C).

Латуни обладают высокими технологическими свойствами и применяются в производстве различных мелких деталей, особенно там, где требуются хорошая обрабатываемость и формуемость. Из них получают хорошие отливки, так как латунь обладают хорошей текучестью и малой склонностью к ликвации. Латуни легко поддаются пластической деформации - основное их количество идет на изготовление катаных полуфабрикатов - листов, полос, лент, проволоки и разных профилей.

Обычно латуни делят на:

двухкомпонентные латуни («Простые»), состоящие только из меди, цинка и, в незначительных количествах, примесей.

Для двухкомпонентной латуни особое значение имеет фазовый состав сплава. Предел растворимости цинка в меди при комнатной температуре равен 39%. При повышении температуры он снижается и при 905 °C становится равным 32%. По этой причине латуни, содержащие цинка менее 39%, имеют однофазную структуру (a-фаза) твердого раствора цинка в меди. Их называют а-латунями. Если в расплав ввести больше цинка, то он не сможет полностью раствориться в меди, и после затвердевания возникнет вторая фаза - (b-фаза). b-фаза очень хрупка и тверда, поэтому двухфазные латуни имеют более высокую прочность и меньшую пластичность, чем однофазные.

При увеличении концентрации цинка до 30% возрастают одновременно и прочность, и пластичность. Затем пластичность уменьшается, вначале за счет усложнения твердого раствора, затем происходит резкое ее понижение, так как в структуре сплава появляется хрупкая b-фаза. Прочность увеличивается до концентрации цинка около 45%, а затем уменьшается так же резко, как и пластичность.

Большинство латуней хорошо обрабатывается давлением. Особенно пластичны однофазные латуни. Они деформируются при низких и при высоких температурах. Однако в интервале 300 - 700 (°C) существует зона хрупкости, поэтому при таких температурах латуни не деформируют.

Особенностью обработки латуней давлением является то, что для обработки в холодном состоянии (тонкие листы, проволока, калиброванные профили) используют a-латунь с содержанием цинка до 32%, так как она при комнатной температуре имеет высокую пластичность и малую прочность. При повышении температуры до 300-700 °C ее пластичность уменьшается, поэтому в горячем состоянии ее не обрабатывают. Для этой цели используют или b-латунь с большим содержанием цинка (до 39%), способную переходить при нагреве в двухфазное состояние a+b, либо (a+b)-латунь.

Марка латуни составляется из буквы «Л», указывающей тип сплава - латунь, и двузначной цифры, характеризующей среднее содержание меди. Например, марка Л80 - латунь, содержащая 80% Cu и 20% Zn.

многокомпонентные латуни («Специальные»)- кроме меди и цинка присутствуют дополнительные легирующие элементы

Количество марок многокомпонентных латуней больше, чем двухкомпонентных. Наименование специальной латуни отражает ее состав. Так, если она легирована железом и марганцем, то ее называют «Железомарганцевой», если алюминием - «Алюминиевой» и т.д.

Марку этих латуней составляют следующим образом: первой, как в простых латунях, ставится буква Л, вслед за ней - ряд букв, указывающих, какие легирующие элементы, кроме цинка, входят в эту латунь; затем через дефисы следуют цифры, первая из которых характеризует среднее содержание меди в процентах, а последующие - каждого из легирующих элементов в той же последовательности, как и в буквенной части марки. Порядок букв и цифр устанавливается по содержанию соответствующего элемента: сначала идет тот элемент, которого больше, а далее по нисходящей. Содержание цинка определяется по разности от 100%. Например, марка ЛАЖМц66-6-3-2 расшифровывается так: латунь, в которой содержится 66% Cu, 6%A l, 3% Fe и 2% Mn. Цинка в ней 100-(66+6+3+2)=23%.

Основными легирующими элементами в многокомпонентных латунях являются алюминий, железо, марганец, свинец, кремний, никель. Они по-разному влияют на свойства латуней.

Марганец повышает прочность и коррозионную стойкость, особенно в сочетании с алюминием, оловом и железом.

Олово повышает прочность и сильно повышает сопротивление коррозии в морской воде. Латуни, содержащие олово, часто называют морскими латунями.

Никель повышает прочность и коррозионную стойкость в различных средах.

Свинец ухудшает механические свойства, но улучшает обрабатываемость резанием. Им легируют (1-2%) латуни, которые подвергаются механической обработке на станках-автоматах. Поэтому эти латуни называют автоматными.

Кремний ухудшает твердость, прочность. При совместном легировании кремнием и свинцом повышаются антифрикционные свойства латуни и она может служить заменителем более дорогих, например оловянных бронз, применяющихся в подшипниках скольжения.

Латуни по сравнению с бронзой обладают менее высокими прочностью, коррозионной стойкостью и антифрикционными свойствами. Они весьма стойки на воздухе, в морской воде, растворах большинства органических кислот, углекислых растворах.

Двойные деформируемые латуни

Л96 Радиаторные и капиллярные трубки

Л90 Детали машин, приборов теплотехнической и химической аппаратуры, змеевики, сильфоны и др.

Л85 Детали машин, приборов теплотехнической и химической аппаратуры, змеевики, сильфоны и др.

Л80 Детали машин, приборов теплотехнической и химической аппаратуры, змеевики, сильфоны и др.

Л70 Гильзы химической аппаратуры

Л68 Штампованные изделия

Л63 Гайки, болты, детали автомобилей, конденсаторные трубы

Л60 Толстостенные патрубки, гайки, детали машин

Многокомпонентные деформируемые латуни

ЛА77-2 Конденсаторные трубы морских судов

ЛАЖ60-1-1 Детали морских судов

ЛАН59-3-2 Детали химической аппаратуры, электромашин, морских судов

ЛЖМа59-1-1 Вкладыши подшипников, детали самолетов, морских судов

ЛН65-5 Манометрические и конденсаторные трубки

ЛМц58- 2 Гайки, болты, арматура, детали машин

ЛМцА57- 3-1 Детали морских и речных судов

Л090-1 Конденсаторные трубы теплотехнической аппаратуры

Л070-1 То же

Л062-1 То же

Л060-1 Конденсаторные трубы теплотехнической аппаратуры

ЛС63-3 Детали часов, втулки

ЛС74-3 То же

ЛС64-2 Полиграфические матрицы

ЛС60-1 Гайки, болты, зубчатые колеса, втулки

ЛС59-1 ЛС59-1В То же

ЛЖС58-1-1 Детали, изготовляемые резанием

ЛК80-3 Коррозионностойкие детали машин

ЛМш68-0,05 Конденсаторные трубы

ЛАМш77-2-0,05 То же

ЛОМш70-1-0,05 То же

ЛАНКМц75- 2- 2,5- 0,5- 0,5 Пружины, манометрические трубы

Литейные латуни

ЛЦ16К4 Детали арматуры

ЛЦ23А6ЖЗМц2 Массивные червячные винты, гайки нажимных винтов

ЛЦЗОАЗ Коррозионно-стойкие детали

ЛЦ40С Литые детали арматуры, втулки, сепараторы, подшипники

ЛЦ40МцЗЖ Детали ответственного назначения, работающие при температуре до 300 °С

ЛЦ25С2 Штуцера гидросистемы автомобилей

Латуни обладают сравнительно высокими механическими свойствами и удовлетворительной коррозионной устойчивостью и, будучи наиболее дешевыми из медных сплавов, имеют широкое распространение во многих отраслях машиностроения.

Латунь подразделяют на двойные и многокомпонентные. Двойные медно цинковые сплавы - простые или двойные латуни, многокомпонентные - специальные латуни. Двойные латуни, содержащие 88 - 97% меди, называют томпаком, а содержащие 79 - 80% меди - полутомпаком. Название специальных латуней дается по дополнительному легирующему элементу (кроме цинка), например, латунь, содержащую, кроме цинка, алюминий, называют алюминиевой латунью и т.п. По технологическому принципу различают деформируемые и литейные латуни.

Полуфабрикаты из деформируемых латуней изготовляют в следующих состояниях: мягкое (отожженные), полутвердое (обжатие 10-30%), твердое (обжатие более 30%) и особотвердое (обжатие боле 50%). Литейные латуни выплавляют как из первичных, так и из вторичных металлов (вторичные латуни).

В качестве дополнительных легирующих добавок в специальные латуни вводят алюминий, кремний, олово, никель, марганец, железо и свинец. Указанные добавки (кроме свинца) повышают коррозионную стойкость, прочность, жидкотекучесть, измельчают зерно латуни; свинец сильно улучшает обрабатываемость резанием.

Латуни, содержащие более 20% цинка, в деформированном состоянии склонны к коррозионному ( самопроизвольному) растеканию при хранении. Для предупреждения растекания изделия, изготовленные из латуни, следует подвергать низкотемпературному отжигу при 250 - 300 °С.

Химический состав и назначение латуней, физические и механические свойства, виды полуфабрикатов приводятся в следующих таблицах:

Таблица 1. Химический состав в % и виды полуфабрикатов деформируемых простых латуней (по ГОСТ 1019-47)

Марка	Компоненты	Примеси (не более)	Полуфабрикаты
	Cu	Zn	Pb	Fe	Sb	Bi	P	Всего
Л 96	95,0-97,0	Остальные	0,03	0,10	0,005	0,002	0,01	0,2	Радиаторные трубки
Л 90	88,0-91,0		0,03	0,10	0,005	0,002	0,01	0,2	Листы; ленты для плакировки
Л 85	84,0-86,0		0,03	0,10	0,005	0,002	0,01	0,3	Трубы гофрированные
Л 80	79,0-81,0		0,03	0,10	0,005	0,002	0,01	0,3	Листы, ленты и проволока
Л70	69,0-72,0		0,03	0,07	0,002	0,002	0,005	0,2	Полосы и ленты
Л68	67,0-70,0		0,03	0,10	0,005	0,002	0,002	0,3	Полосы, листы, ленты, трубы и проволока
Л62	60,5-63,5		0,08	0,15	0,005	0,002	0,002	0,5	Полосы, листы, ленты, трубы, прутки проволока

Примечание:

1. В латуни марки Л70, кроме перечисленных примесей, может быть не более 0,005 As, 0,005 Sn и 0,002 S.

2. В антимагнитных латунях содержание железа <= 0,03%.

Таблица 2. Физические и технологические свойства простых деформируемых латуней

Марка	Л 96	Л 90	Л 85	Л 80	Л 70	Л 68	Л 62
Температура плавления в °С	1070	1045	1025	1099	950	938	905
Плотность в Г/см3	8,85	8,78	8,75	8,06	8,62	8,60	8,43
Модуль упругости в кГ/мм2	мягкий латуни	-	-	-	10 600	-	11 000	10 000
	твердой латуни	11 400	10 500	10 500	11 400	11 200	11 500	-
Коэффициент линейного расширения Х 106 1/°С	17,0	17,0	18,7	18,8	18,9	19,0	20,6
Удельная теплоемкость в кал/г · °С	0,093	0,09	0,092	0,093	0,09	0,093	0,092
Теплопроводность в кал/см · сек · °С	0,592	0,40	0,36	0,34	0,29	0,28	0,26
Температура горячей обработки в °С	700-850	700-850	750-850	750-850	750-850	750-850	750-850
Температура отжига в °C	450-650	450-650	450-650	450-650	450-650	450-650	450-650

Таблица 3. Химический состав в % и виды полуфабрикатов специальных латуней (по ГОСТ 1019-47)

Наименование латуни	Марка	Содержание компонентов, %	Полуфабрикаты
		Cu	Al	Sn	Si	Pb	Fe	Mn	Ni
Алюминиевая	ЛА77-2	76,0-79,0	1,75-2,50	-	-	-	-	-	-	Трубы конденсаторные
Алюминиево-железистая	ЛАЖ60-1-1	58,0-61,0	0,75-1,50	-	-	-	0,75-1,50	0,1-0,6	-	Трубы и прутки
Алюминиево-никелевая	ЛАН59-3-2	57,0-60,0	2,5-3,50	-	-		-	-	2,0-3,0	Трубы и прутки
Никелевая	ЛН65-5	64,0-67,0	-	-	-	-	-	-	5,0-6,0	Трубки манометрические, проволока, листы и ленты
Железисто- марганцовистая	ЛЖМц59-1-1	57,0-60,0	0,1-0,2	0,3-0,7	-	-	0,6-1,2	0,5-0,8	-	полосы, прутки, проволока и трубы
Марганцовистая	ЛМц58-2	57,0-60,0	-	-	-	-	-	1,0-2,0	-	Полосы, прутки, проволока и листы
Марганцовисто - алюминиевая	ЛМцА57-5-1	55,0-58,0	0,5-1,5	-	-	-	-	2,5-3,5	-	Поковки
Томпак оловянистый	ЛО90-1	88,0-91,0	-	0,25-0,75	-	-	-	-	-	Полосы и ленты
Оловянистая	ЛО70-1 ЛО62-1 ЛО60-1	69,0-71,0 61,0-63,0 59,0-61,0	-	1,0-1,5 0,7-1,1 1,0-1,5				- - -	- - -	Трубы Прутки, листы и полосы Проволока для сварки
Свинцовистая	ЛС74-3 ЛС64-2 ЛС63-3 ЛС60-1 ЛС59-1 ЛС59-1В	72,0-75,0 63,0-66,0 62,0-65,0 59,0-61,0 57,0-60,0 57,0-61,0	- - - - - -	- - - - -	- - - - - -	2,4-3,0 1,5-2,0 2,4-3,0 0,6-1,0 0,8-1,9 0,8-1,9	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - -	Полосы, ленты, прутки для часового производства Прутки Листы, полосы, ленты, прутки, проволока, трубы Прутки
Железисто -свинцовистая	ЛЖС58-1-1	56,0-58,0	-	-	-	0,7-1,3	0,7-1,3	-	-	Прутки

Таблица 4. Основные физические, механические и технологические свойства специальных латуней

Марка	Плот-ность Г/см2	Коэффициент линейного расширения 106, 1 °С	t плав-ления °С	Теплопро-водностью кн/см сек	Удельное электросопроти-вление ом мм2 /м	Модуль упру-гости кГ/мм2	Ук Г/мм2	д%	Темпе-ратура горячей обработки °С	Темпе-ратура отжига °С
ЛА 77-2	8,6	18,3	1000	0,27	0,075	-	38	50	700-770	600-650
ЛАЖ 60-1-1	8,2	21,6	904	-	0,09	10 500	42	50	700-800	600-700
ЛАН 59-3-2	8,4	19,0	956	0,20	0,078	10 000	50	42	700-800	600-650
ЛН 65-5	8,7	18,2	960	0,14	0,146	11 200	38	65	750-870	600-650
ЛЖМц 59-1-1	8,5	22,0	900	0,24	0,093	10 600	45	50	650-750	600-650
ЛМц 58-2	8,5	21,2	880	0,17	0,118	10 000	44	36	650-750	600-650
ЛМц А 57-3-1	-	-	-	-	-	-	52	30	650-750	600-700
ЛО 90-1	8,8	18,4	1015	0,30	0,054	10 500	28	50	700-800	550-650
ЛО 70-1	8,5	19,7	935	0,22	0,072	10 600	35	60	650-750	550-650
ЛО 62-1	8,5	19,3	906	0,26	0,072	10 000	38	40	700-750	550-650
ЛО 60-1	8,4	21,4	900	0,24	0,070	10 500	38	40	750-800	550-650
ЛС 74-3	8,7	19,8	965	0,29	0,078	10 500	35	45	-	600-650
ЛС 64-2	8,5	20,3	910	0,28	0,066	10 500	34	55	-	600-650
ЛС 63-3	8,5	20,5	905	0,28	0,066	10 500	35	45	-	600-650
ЛС 60-1	8,5	20,8	900	0,25	0,064	10 500	35	50	-	600-650
ЛС 59-1	8,5	20,6	900	0,25	0,68	10 500	42	45	640-780	600-650
ЛК 80-3	8,6	17,0	900	0,1	0,2	9 800	34	55	750-850	500-600

Таблица 5. Механические свойства и сортамент латунных листов и полос (по ГОСТ 931-52 и 6688-53)

Вид, размеры и состояние полуфабрикатов	Марка латуни	у, кГ/мм2	д, %	Глубина продавливания по Эриксену (пуансон диаметром 100 мм) при толщине листов, мм
				0,4-0,45	0,5	0,6-0,1	1,2-1,5
Листы и полосы холоднокатаные мягкие: размеры листов: толщина 0,4-10 мм, ширина и длина 600х1500, 710х1410 и 1000х2000 мм ; размеры полос: толщина 0,4-10 мм, ширина 40-500 мм	Л 68 Л62 ЛМц 58-2 Лс 59-1	30 30 39 35	40 40 30 25	>= 10 >= 9,5 -	>= 11 >= 9,5 - -	>= 11,5 >= 10,0 - -	>= 12,5 >= 10,5 - -
Листы и полосы полутвердые	Л 68 Л 62 ЛМц 58-2	36 35 45	25 20 25	8-10 7-9 -	9-11 7-9 -	9,5-11,5 7,5-9,5 -	11-13 8-10 -
Листы и полосы холоднокатаные твердые	Л 68 Л 62 ЛМц 58-2 ЛО 62-1 ЛС 59-1	40 42 60 40 45	15 10 3 5 6	7-9 5-7 - - -	7-9 5-7 - - -	7,5-9,5 5,5-7,5 - - -	- - - - -
Полосы особо твердые	Л 62	60	2,5	-	-	-	-
Листы горячекатаные: толщина 5-22 мм, ширина и длина 600х1500, 710х1410 и 1000х2000 мм	Л 62 ЛО 62-1 ЛС 59-1	30 35 35	30 20 25	- - -	- - -	- - -	- - -
Полосы (толщина 1,5х8,0 мм, ширина 20-90 мм); ЛС 63-3	Мягкие Полутвердые Твердые особотвердые	30 35-44 60 64	40 - 6 >= 5	- - - -	- - - -	- - - -	- - - -
Полосы прямоугольные прессованные размером от 5х20 до 25х60	Л 62 ЛЖМц59-1-1 ЛМц58-2 ЛО 62-1 ЛС 59-1	30 44 43 35 38	30 31 25 25 21	- - - - -	- - - - -	- - - - -	- - - - -

6. Механические свойства латунных лент (по ГОСТ 2208-49)

Марка латуни	Состояние материала	у, кГ/мм2	д, %	Глубина продавливания по Эриксену (пуансон диаметром 10мм) при толщине лент, мм
				До 0,25	0,3-0,55	0,6-1,1	1,2-1,6	1,7-2,0
Л 68 Л 62 ЛМ 58-2 ЛС 59-1 ЛС 63-3*	Мягкое	30 30 39 35 30	40 35 30 25 40	>= 9 >= 7,5 - - -	>= 11 >= 9,5 - - -	>= 11,5 >= 10 - - -	>= 12 >= 10,5 - -	>= 12,5 = 11,0 - - -
Л 68 Л62 ЛМц 58-2 ЛС 63-3*	Полутвердое	35 38 45 35-44	25 20 25 -	7-9 5,5-7,5 - -	9-11 7,5-9,5 - -	9,5-11,5 8-10 - -	10-12 8,5-10,5 - -	10,5-12,5 9-11 - -
Л 68 Л62 ЛС 59-1 ЛМц 58-2 ЛС 63-3*	Твердое	40 42 45 60 44-54	15 10 5 3 6	5-7 3-5 - - -	7-9 5,5-7,5 - - -	7,5-9,5 6-8 - - -	- - - - -	- - - - -
Л 68 л 62 ЛС 63-3	Особотвердое	50 60 64	4 2,5 3	- --	- - -	- - -	- - -	- - -

Таблица 7. Механические свойства круглых, квадратных или шестигранных прутков из латуни (по ГОСТ 2060-60)

Марка латуни	Состояние прутков	Диаметр круглых или диаметр вписанной окружности квадратных и шестигранных прутков в мм	у, кГ/мм2	д, %	Область применения
			не менее
Л 62	Тянутые Прессованные	5-40 10-160	38 30	15 30	Во всех отраслях машиностроения
ЛС 59-1	Тянутые Прессованные	10-160 5-40	30 40	30 12	Во всех отраслях машиностроения
ЛС 63-3	Тянутые (твердые) Тянутые Полутвердые	5-9,5 10-14 15-20	60 55 50	1 1 1	Для деталей часов
ЛО 62-1	Тянутые Прессованные	5-40 10-160	40 37	15 20	В морском судостроении
ЛЖС 58-1-1	Тянутые Прессованные	5-40 10-160	45 30	10 20	Для деталей часов
ЛМц 58-2	Тянутые Прессованные	5-12 13-40	45 42	20 20	В судостроении
ЛЖМц 59-1-1	Тянутые Прессованные	5-12 Св. 12-40	50 45	15 17	В судостроении
ЛАЖ 60-1-1	Прессованные	10-160	45	18	В самолетостроении

Таблица 8. Механические свойства проволоки из латуни (по ГОСТ 1066-58)

Марка латуни	Диаметр проволоки в мм	у в в кГ/мм2 проволока в состоянии	д в % при состоянии проволоки
		мягком	полутвердом	твердом	мягком	полутвердом	твердом
Л 68	0,10-0,18 0,20-0,75 0,80-1,4 1,50-12	38 35 32 30	- 40 38 35	70-95 70-95 60-80 55-75	20 25 30 40	- 5 10 15	- - - -
Л 62	0,1-0,18 0,20-0,50 0,55-1,0 1,10-4,8 5-12	35 35 35 35 32	- 45 45 40 36	75-95 70-95 70-90 60-80 55-75	18 20 26 30 34	- 5 5 10 12	- - - - -
ЛС 59-1	2-4,8 5-12	35 35	40 40	45-65 45-65	30 30	- -	5 8

Таблица 9. Механические свойства и сортамент латунных труб (по ГОСТ 494-52)

Марка латуни	Наименование, состояние и размеры труб	у в в кГ/мм2	д в %
Л 62 Л 68 ЛО 70-1	Трубы тянутые мягкие диаметром 3-100 мм	30 30 30	30 30 30
Л 62 Л 68 ЛО 70-1	Трубы тянутые полутвердые	34 35 35	30 30 30
Л 62 ЛС 59-1 ЛЖМц 59-1-1	Трубы прессованные диаметром 21-195 мм	30 40 44	38 20 28
Л 96*	Трубки радиаторные шестигранные и круглые	35-60	-
Л 96**	Tрубки мягкие капиллярные с внутренним диаметром 0,35-0,50 мм и наружным диаметром 1,2-2,5 мм	-	-
Л 80***	Трубки тонкостенные для сильфонов диаметром 8-80 мм, толщиной стенки 0,07-0,6 мм	-	-

* По ГОСТ 529-41, ** По ГОСТ 2624-44, *** По ГОСТ 5685-51.

Таблица 10. Состав, механические свойства и назначение литейных латуней (по ГОСТ 1019-47)

Марка латуни	Химический состав	Плот- ность г/см3	Механические свойства	Назначение
	Cu	Al	Fe	Mn	Si	Sn	Pb	Zn		ув г/мм2	Д %
ЛА67-2.5	66-68	2-3	-	-	-	-	-	Остальное	8,5	40(кг) 30(кг)	15(кг) 12(кг)	Для изготовления коррозионностойких деталей
ЛАЖМц66-6-3-2	64-68	6-7	2,0-4,0	1,5-2,5	-	-	-		8,5	65(к) 60(з) 70(ц)	7(к) 7(з) 7(ц)	Для изготовления гаек, нажимных винтов, червяных винтов и других деталей, работающих в тяжелых условиях
ЛАЖ60-1-1Л	58-61	0,75-1,5	0,75-1,5	1,0-0,6	-	0,2-0,7	-		8,5	42(к) 98(з)	18(к) 20(з)	Для изготовления арматуры втулок и вкладышей подшипников
ЛК80-3Л	79-81	-	-	-	2,5-4,5	-	-		8,5	30(к) 25(з)	15(к) 10(з)	Для изготовления арматуры и других деталей в судостроении
ЛКС 80-3-3	79-81	-	-	-	2,5-4,5	-	2,0-4,0		8,5	30(к) 25(з)	15(к) 7(з)	Для изготовления вкладышей подшипников и втулок
ЛМц58-2-2	57-60	-	-	1,5-2,5	-	-	1,5-2,5		8,5	35(к) 25(з)	8(к) 10(з)	Для изготовления вкладышей подшипников втулок и других антифрикционных деталей
ЛМцОС58-2-2-2	56-60	-	-	1,5-2,5	-	1,5-2,5	0,5-2,5		8,5	30(к) 30(з)	4(к) 6(з)	Для изготовления зубчатых колес
ЛМцЖ55-2-1	53-58	-	0,5-1,5	3-4	-	-	-		8,5	50(к) 45(з)	10(к) 15(з)
ЛМцЖ82-4-1	50-55	-	0,5-1,5	4-5	-	-	-		8,5	50(к) 50(к)	15(к) 15(к)	Подшипники и арматура
ЛС59-1Л	57-61	-	-	-	-	0,8-1,0	-		8,5	20(к)	20(ц)	Втулки для шарикоподшипников

Примечание:
Условные обозначения:

к - литье в кокиль,

з - литье в землю,

ц - центробежное литье.

Таблица 11. Физико-механические свойства литейных латуней

Основные свойства	Марка латуни
	ЛА 67-2,5	ЛАЖМ ц66-3-3-2	ЛАЖ60-1-1л	ЛК80-3л	ЛКС80-3-3	ЛМцС56-2-2	ЛМцОС58-2-2-2-2	ЛМцЖ52-4-1	ЛМц Ж55-3-4	ЛС59-1-л
Температура ликвидуса в °С	995	899	904	900	900	890	890	870	880	885
Коэффициент линейного расширения х 10-6, 1/°С	-	19,8	21,6	17	17	21	-	-	22	20,1
Теплопроводность в кал/см· сек · °С	0,27	0,12	0,27	-	-	0,26	0,26	-	0,24	0,26
ув в кГ/мм2 при 20 °С 200 °С 300 °С 400 °С	35 - - -	65 - - -	40 - - -	40 40 40 30	35 - - -	36 40 33 24	35 - - -	50 50 34 32	50 - - -	35 37 26 23
д10 в % при: 20 °С 200 °С 300 °С 400 °С	15 - - -	7 - - -	20 - - -	20 22 17 17	20 - - -	20 20 22 24	6 - - -	20 - 24 28	- - - -	40 43 - 28
у Т в кГ/мм2	-	-	25	16	14	24	-	30	-	15
бн в кГм/см2	-	-	-	12	4	7,0	-	-	-	2,6
Твердость НВ	90	-	90	105	95	80	95	120	105	85
Линейная усадка в %	-	-	-	1,7	1,7	1,8	-	1,7	1,6	2,23
Коэффициент трения в паре с осевой сталью: со смазкой без смазки	- -	- -	- -	0,01 0,19	0,009 0,15	0,16 0,24	- -	- -	- -	0,013 0,17

Таблица 12. Химический состав в % и маркировка вторичных латуней (по ГОСТ 1020-60)

Марка	Cu	Al	Pe	Mn	Si	Ni	Sn	Pb	Zn	Маркировка чушек красками
ЛА	0,3-0,8	2-3	-	-	-	-	-	-	Остальное	Двумя белыми полосами
ЛАЖМц	63-68	6-7	2,0-4,0	1,5-2,5	-	-	-	-		Двумя синими полосами
ЛАЖ	56-61	0,75-1,5	0,1-0,6	-	-	0,2-0,7	-	-		Одной зеленой полосой и одной красной полосой
ЛК	70-81	-	-	-	2,5-4,5	-	-	-		Двумя красными полосами
ЛКС	70-81	-	-	-	2,5-4,5	-	-	2-4		Одной красной полосой и одной синей полосой
ЛМцС	55-60	-	-	1,5-2,5	-	-	-	1,5-2,5		Одной зеленой полосой и одной синей полосой
ЛМцОС	55-60	-	-	1,5-2,5	-	-	1,5-2,5	0,5-2,5		Двумя черными полосами
ЛМцЖ1	53-58	-	0,5-1,5	3-4	-	-	-	-		Двумя зелеными полосами
ЛМцЖ2	50-55	-	0,5-1,5	4-5	-	-	-	-		Одной черной полосой и одной белой полосой
ЛС	56-61	-	-	-	-	-	-	0,8-1,9		Одной красной полосой и одной белой полосой
ЛОС	60-80	-	-	-	-	-	0,5-2,0	1,0-3,0		Тремя красными полосами
ЛНМцЖА	58-62	0,5-1,0	0,5-1,1	1,5-2,5	-	0,5-1,5	-	-		Тремя белыми полосами

Цементацией (науглераживанием) называется химико-термическая обработка, заключающаяся в диффузионном насыщении углеродом поверхностного слоя детали путем нагрева ее без доступа воздуха в науглераживающей среде (карбюризаторе). Как правило, цементацию проводят при температурах выше точки А_С3 с выдержкой при этой температуре в течение определенного времени, зависящего от требуемой толщины цементованного слоя и марки цементируемой стали.

Наибольшее распространение получила цементация в твердой (древесный уголь) и газообразной (природный газ, метан и др.) средах. Науглераживание осуществляется атомарным углеродом, выделяющимся при диссоциации окиси углерода или других углеводородов.

Атомарный углерод, взаимодействуя с нагретой до аустенитного состояния стали, диффундирует в глубь поверхностного слоя и растворяется в? - железе. Так как - железо обладает способностью растворять значительное количество углерода (до 2,0 %), цементация проводится при температуре выше А_С3 (920 - 950 °C). Массовая доля углерода в поверхностном слое определяется пределом растворимости углерода в аустените (т.е. линией SE диаграммы Fe - Fe₃C) (рис. 1а). При температуре цементации диффузионный слой состоит только из аустенита, а после медленного охлаждения - из продуктов его распада: феррита и цементита. Концентрация углерода при этом обычно не достигает предела насыщения (C max) при данной температуре.

Цементованный слой имеет переменную концентрацию углерода по глубине, убывающую от поверхности к сердцевине детали (рис. 1б). В связи с этим после медленного охлаждения в структуре цементованного слоя можно различить (от поверхности к сердцевине) три зоны: (1) заэвтектоидную, состоящую из перлита и вторичного цементита, последний образует сетку по бывшему зерну аустенита; (2) эвтектоидную, состоящую из пластинчатого перлита; (3) доэвтектоидную, состоящую из перлита и феррита (рис. 1в). Ближе к сердцевине изделия содержание углерода снижается, а, следовательно, в структуре стали уменьшается количество перлита и увеличивается количество феррита.

Поверхностный слой имеет лучшие свойства при содержании углерода в пределах 0,9 - 1,1 %. При более высоком содержании углерода он становится излишне хрупким, при меньшем содержании высокая твердость после закалки не достигается.

Различают полную и эффективную толщину цементованного слоя. Под полной толщиной понимают всю толщину, в пределах которой содержание углерода уменьшается от максимального на поверхности до исходного в сердцевине.

Практическое значение имеет эффективная (техническая) толщина, за которую принимают расстояние в мм от поверхности до того места, в котором массовая доля углерода равна 0,4 %. На изображенной схеме структурных зон эффективной толщине цементованного слоя соответствует расстояние от поверхности до места, в котором структура состоит из 50 % перлита и 50 % феррита и имеющего твердость после термообработки HRC 50. Эффективная толщина цементованного слоя обычно составляет 0,5 - 1,8 мм.

Цементацией достигается лишь выгодное распределение углерода по сечению детали. Окончательные свойства цементованных деталей получают в результате термической обработки, состоящей из закалки и низкого отпуска. Структура цементованного слоя, состоящая из мелкоигольчатого мартенсита отпуска, должна обеспечивать поверхностную твердость 59 - 62 HRC.

Назначение цементации и последующей термической обработки - получение высокой твердости и износостойкости поверхностного слоя при сохранении вязкой, хорошо выдерживающей динамические нагрузки сердцевины. Цементации подвергают детали, изготовленные из низкоуглеродистой (0,1 - 0,25 %), чаще легированной стали, такие как шестерни, поршневые пальцы, шейки валов и осей, измерительный инструмент и др. Выбор таких сталей необходим для того, чтобы сердцевина изделия, не насыщаясь углеродом при цементации, сохраняла высокую вязкость после закалки.

ПЛАСТМАССЫ (пластические массы, пластики)-материалы на основе полимеров. Большой класс полимерных органических легко формуемых материалов, из которых можно изготавливать легкие, жесткие, прочные, коррозионностойкие изделия.

Эти вещества состоят в основном из углерода (C), водорода (H), кислорода (O) и азота (N). Все полимеры имеют высокую молекулярную массу, от 10 000 до 500 000 и более; для сравнения, кислород (O₂) имеет молекулярную массу 32. Таким образом, одна молекула полимера содержит очень большое число атомов.

Классификация.

Некоторые органические пластические материалы встречаются в природе, например асфальт, битум, шеллак, смола хвойных деревьев и копал (твердая ископаемая природная смола). Обычно такие природные органические формуемые вещества называют смолами.

Хотя модифицированные природные полимеры и находят промышленное применение, большинство используемых пластмасс являются синтетическими. Органическое вещество с небольшой молекулярной массой (мономер) сначала превращают в полимер, который затем прядут, отливают, прессуют или формуют в готовое изделие. Сырьем обычно являются простые, легко доступные побочные продукты угольной и нефтяной промышленности или производства удобрений.

Первым термопластом, нашедшим широкое применение, был целлулоид--искусственный полимер, полученный путем перера-ботки природного--целлюлозы.

Основные представители.

Полистирол--неполярный полимер, широко применяющийся в электротехнике, сохраняющий прочность в диапазоне 210 ... ... 350 К. Благодаря введению различных добавок приобретает специальные свойства: ударопрочность, повышенную теплостой-кость, антистатические свойства, пенистость. Недостатки полистирола--хрупкость, низкая устойчивость к дей-ствию органических растворителей (толуол, бензол, четыреххло-ристый углерод легко растворяют полистирол; в парах бензина, скипидара, спирта он набухает).

Полистирол вспенивающийся широко используется как теплозвукоизоляционный строительный материал. В радиоэлектронике он находит применение для герметизации изделий, когда надо обеспечить минимальные механические напряжения, создать вре-менную изоляцию от воздействия тепла, излучаемого другими эле-ментами.

Полиэтилен--полимер с чрезвычайно широким набором свойств и использующийся в больших объемах, вследствие чего его считают королем пластмасс. За 10... 12 лет экс-плуатации прочность его снижается лишь на ?. Благодаря хи-мической чистоте и неполярному строению полиэтилен обладает высокими диэлектрическими свойствами. Они в со-четании с высокими механическими и химическими свойствами обусловили широкое применение полиэтилена в электротехнике, особенно для изоляции проводов и кабелей.

Помимо полиэтилена общего назначения выпускаются его мно-гие специальные модификации, среди которых: антистатический, с повышенной адгезионной способностью, светостабилизированный, самозатухающий, ингибитированный (для защиты от корро-зии), электропроводящий (для экранирования).

Главный недостаток полиэтилена--сравнительно низкая нагревостойкость

Полиимид--новый класс термостойких полимеров, аромати-ческая природа молекул которых определяет их высокую прочность вплоть до температуры разложения, химическую стойкость, тугоплавкость. Полиимидная пленка работоспособна при 200°С в течение нескольких лет, при 300°С --1000 ч, при 400°С --до 6 ч. Кратковременно она не разрушается даже в струе плазменной горелки. При некоторых специфических усло-виях полиимид превосходит по температурной стойкости даже алюминий. Степень разрушения полиимида - 815°С., алюминия 515°С.

Эпоксидные смолы--продукт поликонденсации многоатомных соединений, включающих эпоксигруппу кольца

Основные свойства пластмасс.

Химические свойства.

С точки зрения химического поведения полимер похож на мономер (или мономеры), из которого (или которых) он получен. Углеводороды этилен H₂C=CH₂, пропилен H₂C=CH-CH₃ и стирол H₂C=CH-C₆H₅ претерпевают присоединительную полимеризацию, образуя полиэтилен, полипропилен и полистирол со следующими структурами

Эти полимеры ведут себя как углеводороды. Они, например, растворимы в углеводородах, не смачиваются водой, не реагируют с кислотами и основаниями, горят, подобно углеводородам, могут хлорироваться, бромироваться и ? в случае полистирола ? нитроваться и сульфироваться

Физические свойства.

Физические свойства полимера, напротив, зависят не только от характера мономера, но в большей степени от среднего количества мономерных звеньев в цепи и от того, как цепи расположены в конечной макромолекуле.

Все синтетические и используемые в промышленности природные полимеры содержат цепи с различным числом мономерных единиц. Это число называют степенью полимеризации (СП) и обычно пользуются его средним значением, поскольку цепи не одинаковы по длине. Средняя длина цепи и СП может быть определена экспериментально несколькими методами (например, осмометрией ? измерением осмотического давления различных растворов; вискозиметрией ? измерением вязкости; оптическими методами ? измерением светорассеяния различными растворами; ультрацентрифугированием, при котором вещества разделяются по их плотности). СП особенно важна при определении механических свойств полимера, поскольку при прочих равных условиях более длинные цепи налагаются друг на друга более эффективно и порождают большие силы сцепления. Можно сказать, что заметная механическая прочность наблюдается уже при СП 50-100, достигая максимума при СП выше 1000.

Асбест

В переводе с греческого «асбест» означает «неиссякающий», «неугасимый», «неослабевающий». Другое название минерала -- «горный лен», потому что асбест способен расщепляться на тончайшие длинные волокна толщиной до 0,5 мкм. На Урале с давних времен асбест называли каменной куделей, из которой ткали салфетки и скатерти, не горящие в огне

Все виды асбеста несколько отличаются между собой по своим свойствам (в т.ч. толщиной и длиной волокон), но в целом характеризуются высоким пределом прочности на разрыв, низкой теплопроводностью и относительно высокой химической стойкостью.

В России асбест известен с начала 18-го века и начало его использования по преданию связано с именем знаменитого промышленника Никиты Демидова, хотя широкое применение в промышленности асбест нашел уже значительно позже - в конце 19-го века. Уже многие годы асбест используется в строительстве (асбестоцементные плиты, трубы и т.п.), при изготовлении фрикционных материалов (например, для тормозных колодок и накладок диска сцепления в автомобилях), огнеупорных и теплоизоляционных материалов (специальные панели, ткани и т.д.), при производстве специальной технической бумаги и пр. Причем, 95% мирового производства асбеста приходится на хризотил-асбест, добываемый и в России.

Асбест известен с очень давних времен. Еще за 1300 лет до нашей эры в древнем Китае, в Индии жрецы имели несгораемые одежды из асбеста, в которых входили в огонь, выходили из него живыми, к изумлению народа, вызывая тем самым преклонение перед собой.

За 300-400 лет до нашей эры минерал был известен в Греции, где и получил название «асбестос» - негорючий.

В средние века считали, что асбест является шерстью животного, похожего на змею, живущего в огне и называемого саламандрой. Его шерсть не горит и из нее можно ткать несгораемые ткани.

Производство асбеста под г. Невьянском в связи с отсутствием большой выгоды просуществовало недолго - до 1742 года. Однако интерес к нему в мире не иссяк. В 1876 году в Канаде нашли месторождение асбеста, и эта страна длительное время занимала первое место по его добыче. В 1885 году на Урале было открыто Баженовское месторождение асбеста, а с 1889 года началась его промышленная разработка.

В 70-е годы Советский Союз вышел на первое место в мире по добыче асбеста, и сегодня Россия является самым крупным производителем и потребителем этого минерала. Широкое распространение он нашел благодаря своим уникальным свойствам: высокой адсорбционной способности, упругости, прочности, химической стойкости, высокому коэффициенту трения, огнестойкости, эластичности и многим другим. Несмотря на громадные усилия, так и не найден заменитель, имеющий те же полезные свойства, которыми обладает асбест.

Асбест является природной разновидностью гидросиликатов, волокнистых минералов (серпентин, амфиболы), легко расщепляющихся на тонкие прочные волокна, которые представляют собой кристаллы рулонной или трубчатой структуры. Он обладает высокой термостойкостью: плавится при температуре 1550 градусов Цельсия. Его прочность при растяжении вдоль волокон - до 30000 кгс/см2, что выше прочности стали. Стоек против щелочей, кислот и других агрессивных жидкостей. Обладает также выдающимися прядильными свойствами, эластичностью, щелочестойкостью, высокими сорбционными, тепло-, звуко- и электроизоляционными свойствами.

По химическому составу асбестовые минералы являются водными силикатами магния, железа, кальция и натрия. Содержание воды в асбесте группы серпентина составляет 13-14.5 %, а в группе амфиболов (в зависимости от вида) 1.5 - 3%.

Волокнистое строение наиболее ярко выражено у асбеста серпентиновой группы, куда относится только один вид асбеста - хризотил-асбест, поэтому он больше всего применяется в промышленности. Мировые запасы хризотил-асбеста значительно превышают запасы амфиболовых асбестов, причём таких мощных скоплений амфибол-асбеста, как в крупных месторождениях хризотил-асбеста, не встречается. На долю хризотил-асбеста приходится 96% мировой добычи асбеста. Наиболее крупные из разрабатываемых мировых месторождений хризотил-асбеста: в России - Баженовское (Средний Урал), Ак-Довуракское (Тувинская область), Джетыгаринское (Кустанайская область), Киембаевское (Оренбургская область), а за рубежом - Канадское (Канада) и в Зимбабве (Южная Африка). Россия - крупнейший производитель асбеста в мире.

Хризотил-асбест - это тонковолокнистый белый или зеленовато-желтый минерал (3MgO·2SiO2·2H2O) c шелковистым блеском, образующий прожилки, которые имеют поперечно-волокнистое строение с длиной волокон от долей миллиметра до 5-6 см (изредка до 16 см) толщиной менее 0,0001 мм. Замечательным свойством этого минерала является способность сминаться и распушаться в тонковолокнистую массу, подобную льняной или хлопковой, пригодной для изготовления несгораемых тканей.Рабочая температура до +500°С.

Хризотил-асбест обладает высокой прочностью на разрыв по оси волокнистости. Наибольшую прочность имеют волокна асбеста, осторожно отделённые от кускового асбеста. В зависимости от эластичности волокна различают три разновидности хризотил-асбеста: нормальную, полуломкую и ломкую. Такое деление условно, так как в действительности не наблюдается резких переходов от одной разновидности к другой.

Важная характеристика асбеста - модуль упругости. Средние значения модуля упругости хризотил-асбеста колеблются от 16104 до 21104 Мпа.

Горную породу, содержащую асбест, добывают открытым способом и подвергают обогащению на асбестовых фабриках для выделения хризотил-асбеста. Товарный хризотил-асбест состоит из смеси волокон различной длины и их агрегатов. Агрегаты асбеста с недеформированными волокнами размером в поперечнике более 2 мм называют "кусковым асбестом", а менее 2 мм - "иголками". "Распушенным" называют асбест, в котором волокна тонки, деформированы и перепутаны. Частицы сопутствующей породы и асбестовое волокно, прошедшее через сито с размерами стороны ячейки в свету 0.25 мм, называют "пылью". Асбест хризотиловый в зависимости от длины волокон подразделяется на восемь сортов

Первые три сорта асбеста считаются длинноволокнистыми и относятся к текстильным сортам, а последние сорта - коротковолокнистыми, их называют строительными. В зависимости от текстуры (степени сохранности агрегатов волокон) асбест подразделяется на жёсткий (Ж), в котором преобладают иголки; полужёсткий (П) - с равным количеством иголок и распушенного волокна; мягкий (М) - с преобладающим количеством распушенного волокна.

Пеноасбест получается путём первоначальной тонкой механической распушки первых сортов асбеста мягкой текстуры с последующей дополнительной диспергацией волокна химическими реагентами. В результате получают один из самых лёгких теплоизоляционных материалов со средней плотностью 25-60 кг/куб.м и теплопроводностью 0.028-0.45 Вт/мК. Предельная температура применения 400С. Выпуск освоен Слюдяной фабрикой, г. Колпино.

На 16.09.2002 мировые выявленные ресурсы асбеста оцениваются в 200 млн. т, и еще 45 млн. т классифицируются как гипотетические. США обладают крупными ресурсами этого минерала, которые, однако, представлены в основном коротковолоконным сортом.

Количественные данные о запасах и базе асбеста не сообщаются, известно лишь, что они являются крупномасштабными. Наиболее значительные запасы сосредоточены в Канаде, Китае, Казахстане и России. В США осуществляет добычу асбеста только одна компания.

Наибольшая часть всего потребляемого в стране асбеста (62%) приходится на производство кровельных материалов. В 2001 году продажи асбеста, произведенного в стране, не изменились по сравнению с 2000 годом. Потребление асбеста в США в 2001 году, по оценке, снизилось на 13%. Из имеющихся сортов асбеста в стране потребляется почти исключительно хризотил.

Хризотил-асбест

Хризотил-асбест - это тонковолокнистый белый или зеленовато-желтый минерал (3 MgO·2 SiO2·2H2O) c шелковистым блеском, образующий прожилки в ультраосновных породах, преимущественно в перидотитах. Прожилки имеют поперечно-волокнистое строение с длиной волокон от долей миллиметра до 5-6 см (изредка до 16 см) толщиной менее 0,0001 мм. Замечательным свойством этого минерала является способность сминаться и распушаться в тонковолокнистую массу, подобную льняной или хлопковой, пригодной для изготовления несгораемых тканей. Это свойство давать пряжу и обусловило второе название хризотил-асбеста - «куделька», применявшееся ранее на Урале.

Первое литературное упоминание о находках хризотил-асбеста на Урале относится к 1720 г., когда В.В.Геннин сообщил Петру I, что близ Екатеринбурга найдена «каменная кудель». Промышленное месторождение хризотил-асбеста - Баженовское -было открыто на Урале в 1885 г. в 60 км к северо-востоку от Екатеринбурга, а в 1887 г. началась его эксплуатация.

Месторождения хризотил-асбеста на Урале залегают среди массивов ультраосновных пород, распространенных в основном в Тагило-Магнитогорской и Восточно-Уральской зонах. Они приурочены к разрывным нарушениям, в которых ультраосновные породы раздроблены и сильно трещиноваты. В этих трещинах и образовались многочисленные прожилки хризотил-асбеста, местами достигающие промышленных концентраций. Крупные скопления хризотил-асбеста образовались там, где в ультраосновные породы внедрились граниты. Предполагается, что внедрение гранитов прогревало ультраосновные породы и способствовало растворению содержащихся в них химических элементов, в частности магния и кремния. Эти элементы находились в горячих водных растворах, заполняющих трещины. По мере охлаждения ультраосновной породы в трещинах отлагался хризотил-асбест. Поперечно-волокнистое его строение объясняется тем, что по мере расширения трещин зародыши кристаллов, укрепленные на их стенках, вытягивались перпендикулярно трещинам.

На Урале выявлен ряд месторождений хризотил-асбеста: Баженовское, Алапаевское, Лесное, Красноуральское, Луковое, Режевское и др. - в Свердловской области; Таловское, Куликовское, Ново-Татищевское, Брединское - в Челябинской области; Уразовское и Абзаковское - в Башкортостане; Киембаевское, Псянчинское, Ишкильдинское - в Оренбургской области; Джетыгаринское - в Кустанайской области Казахстана. В настоящее время добыча хризотил-асбеста осуществляется лишь на трех месторождениях: Баженовском, Киембаевском и Джетыгаринском.

Товарный хризотил-асбест состоит из смеси волокон различной длины и их агрегатов. Агрегаты асбеста с недеформированными волокнами размером в поперечнике более 2 мм называют "кусковым асбестом", а менее 2 мм - "иголками". "Распушенным" называют асбест, в котором волокна тонки, деформированы и перепутаны. Частицы сопутствующей породы и асбестовое волокно, прошедшее через сито с размерами стороны ячейки в свету 0.25 мм, называют "пылью". Асбест хризотиловый в зависимости от длины волокон подразделяется на восемь сортов(от 0 до 7).

Описание минерала

Греч. “асбестос”--нетленный, неразрушимый

Среди разностей асбеста выделяют серпентин-асбесты хризотил-асбест и антигорит-асбест (баститовый асбест) и амфибол-асбесты (тремолит-асбест, актинолит-асбест, крокидолит-асбест, амозит-асбест).

Химический состав. Весьма изменчивый; например, амфибол-асбест: окись магния (MgO) 6 -- 7%, окись и закись железа (FeO, Fe2O3) 34 -- 44%, окись алюминия (А12O3) 5 -- 10%, двуокись .кремния (SiO2) 49 -- 53%; хризотил-аобест: окись магния (MgO) 38--41%, окись алюминия (Al2O3) 1 -- 1,5%, окись и закись железа (FeO, Fe2О3) 0,3 -- 4%, двуокись кремния (SiO2) 41 -- 43%, вода (Н2О) 13 -- 14%.

Цвет. Белый, серый, темный, серо-синий (хризотил-асбест желтый, бронзовый).

Блеск. Шелковистый.

Прозрачность. Просвечивающий, непрозрачный.

Черта. Белая, светло-серая.

Твердость. 2.

Плотность. 2,5 -- 3,3.

Излом. Хрупкий, расщепляющийся.

Сингония. В основном моноклинная.

Форма кристаллических выделений. Волокнистая.

Спайность. Весьма совершенная параллельно оси с (направление волокнистости).

Агрегаты. Волокнистые.

П. тр. Плавится с трудом.

Поведение в кислотах. Трудно растворим или нерастворим.

Сопутствующие минералы. Серпентин, оливин, тремолит, магнетит, лёллингит, сфалерит, арсенопирит.

Практическое значение. Важное сырье для изготовления огнестойкой, жарозащитной и кислотозащитной одежды, огнеупорных строительных материалов, теплоизоляционного материала и т. д. Качества и физические свойства, например эластичность или хрупкость, определяют сферу применения минерала.

Происхождение. Гидротермальное, в условиях тектонических подвижек.

Месторождения. Урал, Сибирь (СССР); Канада; Трансвааль (Южная Африка) и др. (см. таблицу на стр. 96). Проявления повсеместны в областях развития серпентинитов, например Цеблиц в Рудных горах, Кушнаппель, Хоэнштейн-Эрнстталь, Вальдгейм и др. (ГДР).

Хризотил-асбест

Химический состав (хризотил-асбест):

окись магния (MgO) - 38-41%

окись алюминия (Al2O3) - 1-1,5%

окись и закись железа (FeO, Fe2O3) - 0,3-4%

двуокись кремния (SiO2) - 41-43%

вода (H2O) - 13-14%.

Цвет: белый, серый, темный, серо-синий (хризотил-асбест желтый, бронзовый).

Практическое значение: важное сырье для изготовления огнестойкой, жарозащитной и кислотозащитной одежды, огнеупорных строительных материалов, теплоизоляционного материала и т.д.

Асбестом называют минералы группы серпентинов или амфиболов волокнистого строения, способные при механическом воздействии разделяться на тончайшие волоконца. По химическому составу асбестовые минералы являются водными силикатами магния, железа, кальция и натрия. Содержание воды в асбесте группы серпентина составляет 13-14.5 %, а в группе амфиболов (в зависимости от вида) 1.5 - 3%.

Волокнистое строение наиболее ярко выражено у асбеста серпентиновой группы, куда относится только один вид асбеста - хризотил-асбест, поэтому он больше всего применяется в промышленности.

Хризотил-асбест обладает высокой прочностью на разрыв по оси волокнистости. Наибольшую прочность имеют волокна асбеста, осторожно отделённые от кускового асбеста. В зависимости от эластичности волокна различают три разновидности хризотил-асбеста: нормальную, полуломкую и ломкую. Такое деление условно, так как в действительности не наблюдается резких переходов от одной разновидности к другой.

Важная характеристика асбеста - модуль упругости. Средние значения модуля упругости хризотил-асбеста колеблются от 16104 до 21104 Мпа.

Физические свойства

Асбест -- высокотермостойкий материал, обладающий жаро- и огнестойкостью. Его основные термические характеристики следующие:

- удаление свободно-сорбированной (гигроскопической) влаги 100-120 ^oС;

- удаление структурно-связанной (кристаллизационной воды) при 350-450оС;

- разрушение структуры кристалла -- 600-750оС;

- температура плавления хризотил-асбеста -- 1500-1550оС, крокидолита -- 1150-1200оС.

Прочность на разрыв - более 3000 МПа

Плотность - 2,4-2,6 г/см3

Температура плавления - 1450-1500 °C

Коэффициент трения - 0,8

Щелочестойкость - 9,1-10,3 pH

Удельная поверхность - 20 м2/г

прочность на разрыв более 3000 Мпа;

плотность от 2.4 до 2.6 г/см3;

температура плавления от 1450 до 1500° С;

коэффициент трения 0.8 единиц;

щелочестойкость от 9.1 до 10.3 рН;

удельная поверхность 20 м2г.

Асбест является жаростойким материалом и может эксплуатироваться при температуре 500-550оС, кратковременно -- до 700оС. Сорта асбеста с минимальным количеством примесей неэлектропроводны и обладают хорошими электроизолирующими свойствами.

Высокая поверхностная энергия и развитая поверхность придают асбесту хорошие сорбционные свойства к полярным веществам.

Все виды асбеста имеют высокую щелочестойкость, однако в растворах кислот хризотил-асбест теряет свои свойства из-за растворения магниевых окислов. Крокидолит имеет лучшую кислотостойкость.

Совокупность уникальных свойств хризотил-асбеста таких как: способность расщепляться на тончайшие эластичные волокна, обладающие высокой механической прочностью, несгораемость и теплостойкость, высокий коэффициент трения. Низкая проводимость тепла, электрического тока и звука, атмосферостойкость, щелочеустойчивость и стойкость по отношению к морской воде, высокая адсорбирующая активность и способность к образованию устойчивых композиций с различными вяжущими материалами позволяет использовать хризотил-асбест практически во всех областях промышленности. В основном же его используют для производства асбестоцементных материалов для строительства, производства асботехнических изделий для автомобильной, авиационной, тракторной, химической, электрохимической отраслей промышленности, а также для судостроения, машиностроения, в оборонной промышленности и ракетостроении. Количество видов изделий, вырабатываемых из асбеста в чистом виде или в композиции с другими материалами, составляет более трех тысяч наименований. Уникальность асбеста заключается не только в многообразии его применения, но и в полном отсутствии природных аналогов и искусственных заменителей, обладающих такими же качествами. Промышленное использование хризотил-асбеста экономически выгодно ввиду его доступности, дешевизны и долговечности.