Калай и оловна сплав: свойства и име

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 10:19

Най-добре е да започнете описанието на тази тема с калай и олово отделно. Оловото, калайът и сплавите от този материал имат определени свойства, които се дължат на първоначалното им състояние.

Общо описание на калай

Важно е да се отбележи, че се разграничават два вида от тази суровина. Първият вид се нарича бял калай и е β-модификацията на това вещество. Вторият тип е α модификацията, която е по-известна като калаено сиво. При преминаване от една модификация към друга, а именно от бяло към сиво, настъпва силна промяна в обема на веществото, тъй като възниква процес като разпръскване на метал в прах. Това свойство се нарича калаена чума. Тук също е важно да се отбележи, че едно от най-негативните свойства на калай е неговата склонност към замръзване. С други думи, при температури от -20 до +30 градуса по Целзий може да започне спонтанен преход от едно състояние в друго. Освен това преходът ще продължи дори ако температурата се повиши, но след като процесът е започнал. Поради това суровините трябва да се съхраняват на места с доста високи температури.

Свойства на калай и олово

Заслужава си да се каже, че калай,оловото и сплавите от тези материали имат много малко общи свойства. Например, колкото по-чист е калайът, толкова по-голям е шансът да бъде засегнат от чума. Оловото от своя страна изобщо не претърпява алотропни трансформации.

Въпреки това си струва да се отбележи, че се използват допълнителни вещества за забавяне на този вид трансформация в калай. Най-доброто от всичко се показаха материали като бисмут и антимон. Добавянето на тези вещества в обем от 0,5% ще намали скоростта на алотропна трансформация до почти 0, което означава, че белият калай може да се счита за напълно стабилен. Тук също може да се отбележи, че в по-малка степен, но все пак, сплав от калай и олово се използва за същата цел.

Ако говорим за свойствата на оловото, то то има по-висока точка на топене - 327 градуса по Целзий, отколкото калай - 232 градуса. Плътността на оловото при стайна температура е 11,34 g/cm3.

Характеристики на калай и олово

Заслужава си да започнем с факта, че прекристализацията на закаления калай, олово и сплави се извършва при температура, която се счита под стайна температура. Поради тази причина тяхната обработка е гореща.

Общият показател беше устойчивостта на корозия при атмосферни условия. Въпреки това, малка разлика се крие в устойчивостта на корозия под въздействието на незначителни вещества. Например, оловото се проявява най-добре при взаимодействие с концентрирани състави на определени киселини - сярна, фосфорна и др. Калайът от своя страна най-добре издържа на разтвори отхранителни киселини. Обхватът на тези вещества поотделно също е различен. Калайът се използва широко за калайдисване на калай, докато оловото е намерило своя път в облицовката на оборудването за сярна киселина.

Системи от сплави

Тук е важно да започнем с факта, че сплав от калай и олово е дори по-топим материал, отколкото отделно. Такива смеси се използват най-широко като припои, за производство на типографски шрифтове, за леене на предпазители и др. Такава система като "калай - олово" принадлежи към групата на евтектичния тип. Важно свойство на всички материали, принадлежащи към тази категория, е, че температурата им на топене е в района от 120 до 190 градуса по Целзий. Освен това има групи троични евтектици. Пример е системата от сплав калай-олово-цинк. Температурата на топене на такива материали пада още по-ниско, а границата й е 92-96 градуса по Целзий. Ако добавите четвърти компонент към сплавта, тогава температурата на топене ще падне до 70 градуса. Ако говорим за използването на сплав от калай с олово като спойка, тогава най-често в състава им се въвежда до 2% от вещество като антимон. Това се прави, за да се подобри потокът на спойката. Тук си струва да се отбележи, че температурата на топене може да се контролира чрез съотношението "калай/олово". Най-топимата суровина се топи при 190 градуса.

Babbits

С името на сплавта калай и олово, вече разбрахме - това е евтектика. Тази група вещества с такъв състав се използва най-широко при производството на лагерни сплави, които се наричат "бабити". Този материал се използва като пълнеж за черупки на лагери. Най-важното тук е да изберете правилния материал, за да може лесно да влезе в шахтата. На пръв поглед изглежда, че масата от калай и оловни сплави с различни спойки е отличен изход. В действителност обаче това не е напълно вярно. Такива материали се оказаха твърде меки, а коефициентът на триене между вала и такава вложка беше висок. С други думи, по време на работа те се нагряват твърде много, поради което нискотопимите метали започват да се "залепват" за вала. За да се избегне този недостатък, започна да се добавя малко количество повече твърди вещества. По този начин се получава материал, който е едновременно мек и твърд.

Състав на материята

За да се постигне вещество, което има точно противоположни характеристики, бяха използвани следните вещества. Най-важното е, че те лежат непосредствено в двуфазната област α + β. Кристалите на β-фазата са обогатени с припой като антимон. Те действат като твърди крехки вещества. Кристалите на α-фазата от своя страна са мека и пластична основа. За да се избегнат такива недостатъци като топенето на твърди кристали и тяхното изкачване, към сместа се добавя друг компонент - мед. ТакаТака от парче сплав от олово и калай с добавка на някои други вещества е възможно да се създаде носещ бабит материал, който съчетава две противоположни качества - твърдост и мекота. Babbit B83 стана класическият и най-разпространен продукт на тази марка. Съставът на тази сплав е както следва: 83% Sn; 11% Sb; 6% Cu.

Алтернатива

Трябва да се каже, че от гледна точка на икономичността, бабитите на основата на калай са много неизгодни, тъй като този материал струва доста. Освен това самият калай се счита за оскъдно вещество. Поради тези две причини са разработени алтернативни лагери на базата на олово, антимон и мед. В този състав кристалите антимон действат като твърда основа. Меката основа е директна сплав от олово и антимон. Медта се използва тук по същия начин като оловото в предишния състав, тоест, за да се предотврати изплуването на твърди кристали на основата.

Въпреки това, тук си струва да споменем недостатъците. Евтектиката от олово/антимон не е толкова пластична, колкото калаената фаза. Следователно, частите, направени по този начин, страдат от бързо износване. За да компенсирате този недостатък, все пак трябва да добавите определено количество калай. Използването на тройни евтектика цинк-калай-олово не е много често.