Aliaj de staniu și plumb: proprietăți și denumire

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 10:39

Cel mai bine este să începeți descrierea acestui subiect cu cositor și plumb separat. Plumbul, staniul și aliajele acestui material au anumite proprietăți care se datorează stării lor inițiale.

Descrierea generală a staniului

Este important de reținut aici că se disting două tipuri de această materie primă. Primul tip se numește staniu alb și este modificarea β a acestei substanțe. Al doilea tip este modificarea α, care este mai bine cunoscută sub numele de gri staniu. La trecerea de la o modificare la alta, și anume de la alb la gri, are loc o schimbare puternică a volumului substanței, deoarece are loc un proces precum împrăștierea metalului în pulbere. Această proprietate se numește ciuma de staniu. De asemenea, este important de menționat că una dintre cele mai negative proprietăți ale staniului este tendința de a îngheța. Cu alte cuvinte, la temperaturi de la -20 la +30 de grade Celsius, poate începe o tranziție spontană de la o stare la alta. În plus, tranziția va continua chiar dacă temperatura crește, dar după ce procesul a început. Din acest motiv, materiile prime trebuie depozitate în locuri cu temperaturi destul de ridicate.

Proprietățile staniului și plumbului

Merită să spui că tinichea,plumbul și aliajele acestor materiale au foarte puține proprietăți în comun. De exemplu, cu cât staniul este mai pur, cu atât este mai mare șansa ca aceasta să fie afectată de ciumă. Plumbul, la rândul său, nu suferă deloc transformări alotropice.

Totuși, este de remarcat și faptul că substanțe suplimentare sunt folosite pentru a încetini acest tip de transformare în staniu. Cel mai bine, materiale precum bismutul și antimoniul s-au arătat. Adăugarea acestor substanțe într-un volum de 0,5% va reduce rata de transformare alotropică la aproape 0, ceea ce înseamnă că staniul alb poate fi considerat complet stabil. De asemenea, se poate observa aici că într-o măsură mai mică, dar totuși, un aliaj de staniu și plumb este folosit în același scop.

Dacă vorbim despre proprietățile plumbului, atunci acesta are un punct de topire mai mare - 327 de grade Celsius decât staniul - 232 de grade. Densitatea plumbului la temperatura camerei este de 11,34 g/cm3.

Caracteristicile staniului și plumbului

Merită să începem cu faptul că recristalizarea staniului, plumbului și aliajelor întărite la lucru are loc la o temperatură care este considerată sub temperatura camerei. Din acest motiv, procesarea lor este fierbinte.

Indicatorul general a fost rezistența la coroziune în condiții atmosferice. Cu toate acestea, o mică diferență constă în rezistența la coroziune sub influența unor substanțe minore. De exemplu, plumbul se manifestă cel mai bine atunci când interacționează cu compoziții concentrate ale anumitor acizi - sulfuric, fosforic etc. Staniul, la rândul său, rezistă cel mai bine soluțiilor deacizi alimentari. Domeniul de aplicare al acestor substanțe separat este, de asemenea, diferit. Staniul este utilizat pe scară largă pentru cositorirea cositoriei, în timp ce plumbul și-a găsit drum în căptușeala echipamentelor cu acid sulfuric.

Sisteme de aliaje

Aici este important să începem cu faptul că un aliaj de staniu și plumb este un material și mai fuzibil decât separat. Astfel de amestecuri sunt cele mai utilizate ca lipituri, pentru fabricarea fonturilor tipografice, pentru turnarea siguranțelor etc. Un astfel de sistem precum „staniu - plumb” aparține grupului de tip eutectic. O proprietate importantă a tuturor materialelor care aparțin acestei categorii este aceea că temperatura lor de topire este de aproximativ 120 până la 190 de grade Celsius. În plus, există grupuri de eutectice ternare. Un exemplu este sistemul de aliaje staniu-plumb-zinc. Temperatura de topire a unor astfel de materiale scade și mai jos, iar limita sa este de 92-96 de grade Celsius. Dacă adăugați o a patra componentă în aliaj, atunci temperatura de topire va scădea la 70 de grade. Dacă vorbim despre utilizarea unui aliaj de staniu cu plumb ca lipit, atunci cel mai adesea se introduce până la 2% dintr-o substanță precum antimoniul în compoziția lor. Acest lucru se face pentru a îmbunătăți fluxul de lipit. Este de remarcat aici faptul că temperatura de topire poate fi controlată prin raportul „staniu/plumb”. Cea mai fuzibilă materie primă se topește la 190 de grade.

Babbits

Cu numele aliajului de staniu și plumb, am aflat deja - este un eutectic. Acest grup de substanțe cu o astfel de compoziție este cel mai utilizat pe scară largă în producția de aliaje pentru rulmenți, care sunt numite „babbits”. Acest material este folosit ca umplutură pentru coji de rulmenți. Cel mai important lucru aici este să alegeți materialul potrivit, astfel încât să poată curge cu ușurință în arbore. La prima vedere, se pare că masa de aliaje de staniu și plumb cu diverse lipituri este o ieșire excelentă. Cu toate acestea, în realitate, acest lucru nu este în întregime adevărat. Astfel de materiale s-au dovedit a fi prea moi, iar coeficientul de frecare dintre arbore și o astfel de inserție a fost ridicat. Cu alte cuvinte, în timpul funcționării, s-au încălzit prea mult, din această cauză, metalele cu punct de topire scăzut au început să se „lipească” de arbore. Pentru a evita acest neajuns, a început să fie adăugată o cantitate mică de mai multe solide. În acest fel, s-a obținut un material moale și dur în același timp.

Compoziția materiei

Pentru a realiza o substanta care are exact caracteristicile opuse, s-au folosit urmatoarele substante. Cel mai important lucru este că acestea se află imediat în regiunea în două faze α + β. Cristalele fazei β sunt îmbogățite cu lipit, cum ar fi antimoniul. Acţionează ca substanţe solide fragile. Cristalele în fază α, la rândul lor, sunt o bază moale și plastică. Pentru a evita astfel de neajunsuri precum topirea cristalelor solide și ascensiunea lor, amestecului se adaugă o altă componentă - cuprul. Asa deAstfel, dintr-o bucată dintr-un aliaj de plumb și cositor cu adaos de alte substanțe, este posibil să se creeze un material pentru rulment babbit care combină două calități opuse - duritatea și moliciunea. Babbit B83 a devenit produsul clasic și cel mai comun al acestui brand. Compoziția acestui aliaj este următoarea: 83% Sn; 11% Sb; 6% Cu.

alternativă

De spus că din punct de vedere al economiei, babbiții pe bază de staniu sunt foarte dezavantajați, întrucât acest material costă destul de mult. În plus, staniul în sine este considerat o substanță rară. Din aceste două motive, au fost dezvoltați rulmenți alternativi pe bază de plumb, antimoniu și cupru. În această compoziție, cristalele de antimoniu acționează ca o bază solidă. Baza moale este un aliaj direct de plumb și antimoniu. Cuprul este folosit aici în același mod ca plumbul din compoziția anterioară, adică pentru a preveni plutirea cristalelor de bază solide.

Totuși, aici merită menționat deficiențele. Eutecticul de plumb/antimoniu nu este la fel de ductil ca faza de staniu. Prin urmare, piesele realizate în acest fel suferă de uzură rapidă. Pentru a compensa acest dezavantaj, mai trebuie să adăugați o anumită cantitate de cositor. Utilizarea eutecticelor ternare zinc-staniu-plumb nu este foarte comună.