Сплав олова со свинцом: структура, свойства, сферы применения
На протяжении многих лет человек добывал новые металлы, создавал с их помощью соединения, которые обладали новыми параметрами. Сплав олова со свинцом используется в разных направлениях промышленности.
Сплав олова со свинцомИстория открытия
Прежде чем говорить о производстве сплава нужно разобраться с тем, откуда появились его главные составляющие. По археологическим находкам историки установили, что впервые свинец появился 6 тыс. лет назад. Он содержался в серебряных рудах.
Благородный металл использовался для изготовления украшений, посуды, столовых приборов. Свинец считался отходом и поэтому не использовался. Однако постепенно люди заметили свойства этого материала. Сегодня он используется при производстве:
- сплавов;
- аккумуляторов;
- конструкций, защищающих от радиоактивного излучения;
- красящих составов, припоев для радиоэлектроники;
- защитной оболочки для проводов.
Этот материал применяют в автомобилестроении.
Олово появилось около 3500 лет назад. Изначально оно использовалось для изготовления столовых приборов. В современной промышленности этот материал используется для создания консервных банок. Началось это с 1810 года, когда люди научились хранить продукты с помощью металлических емкостей. Олово используется при изготовлении радиаторов для автомобилей, подшипников.
Олово часто применяется для изготовления деталей промышленного оборудования. Это связано с его повышенным показателем твердости, прочности. Соединения этого металла со свинцом используется при создании подшипников, так как смесь считается износоустойчивой.
Состав и структура
Соединения часто содержат не только два основных компонента, но и легирующие добавки. Основной из них является сурьма. Соединением может содержать до 15% этого вещества. Другими легирующими добавками является серебро, кадмий висмут. Серебро, сурьма действуют одинаково. Их добавляют, когда нужно увеличить температуру плавления материала. Если нужно сделать смесь менее тугоплавкой, она насыщается висмутом, кадмием.
Когда нужно создать износоустойчивый материал, который будет выдерживать постоянное трение, смесь дополняется медью. Благодаря множеству легирующих добавок, которые можно использовать при производстве сплавов олово и свинца, соединения используют в разных направлениях промышленности.
Плавление сплаваСвойства и маркировка
Готовые сплавы на основе олова и свинца обладают рядом свойств, которые делают соединение уникальным:
- Температура плавления — до 500 градусов по Цельсию зависимо от процентного содержания легирующих добавок.
- Высокий показатель износоустойчивости.
- Стойкость к окислению выше, чем у чистых материалов.
Существует два вида соединений свинца: баббиты и припои. Первые обозначаются буквой «Б». Далее указываются буквы легирующих добавок, процентное содержание основного вещества, количество дополнительных компонентов.
Классификация
Особенно распространены сплавы олова и свинца, имеющие название баббиты. Их можно разделить на несколько групп:
- Оловянные — обозначаются как Б83, Б89. Содержат сурьму, свинец. Олово выступает основой. Применяется при изготовлении подшипников для промышленного оборудования. Однако основной металл считается дорогим, поэтому часто используются более дешёвые аналоги.
- Свинцовые — обозначаются как Б16. Сплавы на основе свинца считаются более выгодными аналогами оловянных соединений. Высокий показатель износоустойчивости позволяет изготавливать из них детали для станков, подвижных механизмов.
- Кальциевые — твердые частицы, которые входят в состав этого сплава, представляют собой соединение кальция, свинца. Олово выступает как дополнительный компонент.
Сферы применения
Оловянные сплавы раньше использовались для изготовления посуды, столовых приборов. Сейчас их гораздо чаще применяют для создания консервных банок. Из этого материла в соединении с другими компонентами изготавливают припои, которые бывают нескольких видов:
- Легкоплавкие — температура плавления не превышает 150 градусов по Цельсию.
- Среднеплавкие — становятся жидкими при нагревании от 200 до 500 градусов.
- Тугоплавкие — плавятся при температуре свыше 1100 градусов.
Ещё одна сфера применения сплавов — производство деталей, устойчивых к трению.
Оловянно-свинцовый припойОсобенности производства и обработки
Расходное сырьё получается из руды. Например, чтобы получить 1 килограмм чистого материала, необходимо переработать 100 кг руды. Плавятся оба материала при низких температурах. Для изготовления сплава нужно учитывать следующие особенности:
- При изготовлении формы для отливки нужно использовать материал, который не подвержен смачиванию расплавленными расходными металлами.
- Форма должна выдерживать нагрев при температуре свыше 250 градусов.
- Расплавленные металлы быстро окисляются под воздействием окружающей среды. Твердый металл защищён от окисления.
Если речь идёт о изготовлении припоя, то к соединению добавляют сурьму. Некоторые мастера добавляют серебро. Он обладает следующими особенностями:
- Серебро защищает материал от образования ржавчины.
- Из-за добавления благородного металла повышается ценник на готовый припой, но расширяется его функциональность.
Есть припои с добавлением цинка. Однако они редко используются. Цинк активно реагирует на воздействие факторов окружающей среды. Он начинает разрушаться, что приводит к нарушению целостности изделия. Лучше использовать смесь сурьмы, олова и свинца. Таким припоем паяют радиодетали, контакты, провода. Изменяя компоненты, мастера добиваются от расходника нужных характеристик. Нельзя забывать про использование флюса.
Сплав олова со свинцом обладает особыми характеристиками. Они изменяются после добавки легирующих компонентов. Применяются готовые соединения для изготовления припоев, износоустойчивых деталей, посуды, столовых принадлежностей, консервных банок.
Обзор сплавов олова.
СтатьяОлово — это металл, для которого характерны устойчивость к образованию коррозии и экологичность (нетоксичность). Благодаря этим качествам его широко используют в пищевой и электронной промышленности. Довольно часто олово выступает составляющим элементом металлосплавов. Оловянные сплавы по сфере применения классифицируются на подшипниковые, легкоплавкие и припои. На основе олова производятся баббиты, бронза, припои и пьютеры. Каждый из них имеет свой специфический химический состав, свойства и сферу применения.
Баббиты
Баббиты производятся на базе олова (или свинца). Их применяют как напыленный или залитый слой. На сегодняшний день существует несколько вариаций химического состава баббитовых сплавов. Наиболее применяемыми считаются следующие:
- 90% олова и 10% меди — баббиты на основе олова с добавлением меди;
- 89% олова, 7% сурьмы и 4 % меди — оловянный сплав с добавлением сурьмы и меди;
- 80% свинца, 15% сурьмы и 5% олова. — баббиты на основе свинца с добавлением сурьмы и олова.
Легирующими присадками могут выступать в этих сплавах различные металлы.
Баббиты плавятся при температуре от 300 градусов Цельсия. Как уже было отмечено выше, в основе этих материалов лежит олово. Маркируются они как Б88, Б83, Б83С. Данные сплавы применяются в целях повышения вязкости и, напротив, снижения коэффициента трения. Если сравнить эти показатели у оловянного и свинцового баббита, то первый отличается большой стойкостью к появлению коррозии, теплопроводностью и прочностью к различного рода воздействиям.
Сплавы на основе свинца имеют высокие температуры применения (даже выше, чем у оловянных баббитов). Они используются при изготовлении подшипников для двигателей дизельного типа. Также свинцовые баббиты применяют в производстве прокатных станов.
Рисунок 1. Подшипник скольжения
Для всех баббитов характерен такой значительный минус, как малое сопротивление усталости. Незначительная степень прочности этих лигатур позволяет применять их лишь в производстве подшипников, которые, напротив, отличаются износостойким и надежным корпусом, выполненным из стали или бронзы. Долговечность подшипников напрямую зависит от толщины слоя баббитового сплава, залитого на вкладыш из стали. И, соответственно, чем тоньше баббитовый слой, тем меньше срок эксплуатации подшипника.
Рисунок 2. Оловянные баббиты
Бронзы
Другим распространенным видом оловянных сплавов является бронза – оловянно-медный сплав. В принципе, под бронзой подразумевают также и медные сплавы в сочетании с другими элементами. В составе любого типа бронзы содержатся незначительные пропорции различных добавок (цинка, свинца, фосфора и других элементов).
Известную всем бронзу человечество начало изготавливать еще в эпоху Бронзового века. Ее применяли достаточно долгий период времени. Осталась она востребованной и при Железном веке. Она плавится при 930—1140 °C. А плотность бронзы равна 7800-8700 кг/м3.
Если изначально в мире была востребована мышьяковая бронза, то с развитием гужевого транспорта и внешней экономики в ряде стран мира начали применять оловянную бронзу. Особенно актуально было использование данного сплава в стремительно развивающейся сфере крупной промышленности. Правда, в последние десятилетия ее начали вытеснять неоловянные сорта бронзы (алюминиевые, медные и др.). Считается, что они превосходят оловянный сплав по своим свойствам.
Что из себя представляет оловянная бронза? Это медно-оловянный сплав, в котором меди содержится в большем количестве, нежели олова. Положительными свойствами данного сплава можно назвать такие его качества, как:
- Твердость;
- Прочность;
- Легкоплавкость.
Оловянная бронза обладает данными свойствами в большей степени, нежели чистая медь.
Их плюсами являются такие качества, как устойчивость к образованию коррозии и отличные антифрикционные свойства. Это объясняет использование данных сплавов в химической промышленности. В частности, их применяют для изготовления литой арматуры. Не менее популярны оловянные бронзы и в других промышленных отраслях.
Легирующими компонентами в данных сплавах выступают такие элементы, как:
- Цинк;
- Никель;
- Фосфор;
- Свинец;
- Мышьяк.
И другие металлы. Содержание цинка в бронзах не превышает 10%. Такое незначительное содержание данного компонента никак не влияет на качества этих сплавов. При этом его использование помогает снизить расходы на изготовление оловянных бронз и повышает их устойчивость к коррозии. Добавление в качестве легирующих компонентов свинца и фосфора положительно сказывается на антифрикционные свойства данных сплавов. К тому же так оловянные бронзы легче поддаются резке и давлению.
Их маркировка представлена следующим образом:
- Бр ОФ 6,5-0,15;
- Бр.ОЦ 4-3;
- Бр.ОЦ10-2;
- Бр.ОФ 10-1;
- Бр.ОНС 11-4-3.
Сегодня эти сплавы широко применяются в транспортной промышленности.
Устойчивость оловянных бронз к ржавчине и механическим повреждениям позволяет использовать их в производстве деталей машин. Производимые элементы относятся к расходным материалам, поскольку необходима их регулярная замена.
Бронза отличается долговечностью. Она устойчива к атмосферным осадкам и механическим воздействиям.
Рисунок 3. Изделия из бронзы для нефтегазового оборудования
Пьютер
Пьютером называется сплав олова с такими элементами периодической системы, как медь, сурьма и висмут. Иногда олово смешивают со свинцом. Сплав маркируется символами JJ. Пьютер плавится уже при 170-230 градусах. Следует отметить внешнюю эстетичность данных сплавов. Их легко полировать. Пьютеры необходимы при изготовлении декоративной посуды. Также сплавы используются в производстве различных украшений. Одним из существенных минусов изделий, изготавливаемых с применением пьютеров, является их низкая устойчивость перед так называемой оловянной чумой. Еще один не менее значимый недостаток данных сплавов – их токсичность. В некоторых странах (к примеру, в Англии) их запретили к использованию. Однако пьютер все же содержится в изделиях, относящихся к антиквариату.
Припои
Припои – это тоже лигатуры/сплавы.Они бывают легкоплавкими и твердыми. К первой группе относятся оловянно-свинцовые сплавы. В них также включают и другие элементы. Однако, как правило, их содержание в припоях бывает незначительно. Легирующие элементы обычно добавляют в данные сплавы для улучшения показателей тех или иных свойств (антикоррозийной защите, прочности и т.д.).
Легкоплавкие припои используются для монтажа и сборки радиоаппаратуры и различной электроники. Хотя они не такие прочные, как твердые сплавы, однако для данных целей они наиболее приемлемы. Их температура плавления составляет 300-450 градусов Цельсия (иногда меньше).
На сегодняшний день более популярной и востребованной считается припой марки ПОС. В маркировочных таблицах можно заметить несколько ПОС с различными номерами, следующими за данной аббревиатурой. Эти цифры являются показателями объема олова в них.
Оловянно-свинцовые припои находят применение в самых разных отраслях промышленности. Так,
- ПОС-90 используют при восстановлении пищевой посуды и медицинских приборов и устройств. Низкое содержание известного своей токсичностью свинца (10%) позволяет применять данные сплавы для вышеназванных целей;
- ПОС-40 используется в процессе запаивания электроприборов и различных деталей из оцинкованного железа. Он подходит для ремонта радиаторов отопления и труб из латуни и меди;
- ПОС-30. Часто используется в производстве кабелей и обработки листового цинка. Его полное плавление происходит при температуре в 220-265 градусов Цельсия;
- ПОС-61. Аналогичен с ПОС-60. Практически один и тот же сплав. Применяется для запаивания печатных плат радиоприборов. Довольно часто используется при сборке электронного оборудования. Он начинает плавиться при 183 градусах Цельсия и выше. При 190 градусах припой расплавляется полностью.
Сплавы ПОС-40 и ПОС-90 также, как и ПОС-30, полностью расплавляются при 220-265 градусах Цельсия. Однако такую температуру «выдерживают» далеко не все электро- и радиоприборы. Поэтому оптимальным вариантом ля применения являются припои ПОС-61.
Поскольку припои выпускаются в тюбиках, то их состав можно прочитать на самих упаковках. Там бывает четко обозначено процентное соотношение олова и других элементов в данном сплаве.
Существует еще один сорт оловянных припоев. Речь идет о марке ПОССу. Этот сплав содержит в себе олово, свинец и сурьму. Его используют в производстве автотранспорта и холодильников, а также в целях запаивания обмоток машин электрического типа, электроники и кабелей. Содержание сурьмы в таких припоях варьируется от 0,5 % до 2%. ПОССу плавится при 189 градусах Цельсия.
И, пожалуй, наиболее «оловянным» можно назвать припой марки ПОССу 95-5. Олова и свинца в данном сплаве соответственно 95 к 5 процентам. Он плавится при 234-240 градусах.
Существуют также низкотемпературные припои. Это те сплавы, которые вследствие своей низкой температуры плавления можно без опасений использовать при запайке чувствительных к высоким температурам деталей приборов. Один из таких припоев – ПОСК-50-18. Он расплавляется при 142-145 градусах Цельсия. В данном сплаве олово составляет половину от всего содержимого припоя. В ПОСК–50-18 также бывает добавлен кадмий, который увеличивает его антикоррозийную устойчивость. Однако этот же легирующий компонент повышает токсичность данного сплава.
Таким образом, олово способно сочетаться в сплавах с другими металлами. Полученные металлопродукты отличаются высокой устойчивостью к появлению коррозии и внешней эстетичностью (яркий металлический блеск). В те или иные оловянные сплавы нередко добавляют легирующие компоненты для улучшения их свойств. Благодаря большому разнообразию соединений такого рода олово нашло применение в ряде отраслей промышленности.
Сплавы свинца, олова и других металлов
Подготовка раствора для анализа. Чаще всего олово приходится определять в сплавах с другими металлами. Наиболее важные сплавы-олова — это различные бронзы (медь, олово, железо), припои (олово, свинец), типографские сплавы (сурьма, олово, свинец), латуни (цинк, медь, олово). В этих сплавах олово определяют после растворения навески в азотной кислоте, при этом, как было сказано, образуется нерастворимая -оловянная кислота. [c.173]Свинцеванию подвергают изделия из стали, чугуна, меди, алюминия и их сплавов. В целях надежной защиты деталей от коррозии применяют непористые свинцовые покрытия толщиной 70—150 мкм. Чаще свинец используют в сплавах с другими металлами. Так, например, сплавы свинца с оловом или висмутом применяют для улучшения паяемости с медью и оловом — для покрытия вкладышей, работающих на трение с серебром — для улучшения износостойкости с золотом — для при- [c.209]
В бронзах олово часто заменяют другими металлами, что приводит к изменению свойств сплавов. Алюминиевые бронзы (5—10 % по массе алюминия) обладают повышенной прочностью. Очень прочны, тверды и упруги бериллиевые бронзы, массовая доля бериллия в которых составляет 2 %. Широкое применение в народном хозяйстве нашли бронзы, содержащие свинец, марганец, сурьму, железо, никель и кремний. [c.251]
Электроосаждение других металлов — проводят для защиты медных проводников от вытравливания, а также для обеспечения пайки выводов радиодеталей в металлизированные отверстия. Применяют один из следующих видов покрытий серебро, золото, сплав олово — свинец (ПОС-60), сплав никель — олово, сплав олово — висмут. [c.84]
В 4 тысячелетии до нашей эры в производстве преобладают уже металлические инструменты, в то время как камень в качестве материала для орудий несколько теряет свое значение. Главным достижением совершенствующейся технологии металлов была оловянная бронза. Лишь в этом виде медь превзошла по своим свойствам камень. Сначала сплавы меди с другими металлами, такими как свинец, цинк, серебро и олово, получали случайно. Однако скоро заметили, что получаемые при этом бронзы имеют лучшие свойства, чем чистая медь, а содержание 6-20% олова в сплаве с медью приводит к наилучшим результатам. [c.13]
Химическая стабильность. В большинстве случаев под химической стабильностью понимают устойчивость смазок к окислению кислородом воздуха, хотя в широком смысле — это отсутствие изменения свойств смазок при воздействии на них химических реагентов (кислот, щелочей, кислорода и т. п.). Окисление смазок приводит, как правило, к разупрочнению, ухудшению коллоидной стабильности, смазочной и защитной способности и других свойств (рис. 99), Стабильность к окислению важна для смазок, заправляемых в узлы трения 1—2 раза в течение 10—15 лет, работающих при высоких температурах, в тонких слоях и в контакте с цветными металлами. Медь, бронза, олово, свинец и некоторые другие металлы и сплавы ускоряют окисление смазок. [c.363]
Аноды имеют решающее значение для показателей процесса рафинирования. Рафинировать можно медь любого состава черновую, конверторную, после огневого рафинирования (табл. У1П-1), сплавы меди с никелем, цинком, кобальтом, оловом и другими металлами, а также штейны с меньшим и большим содержанием серы, однако показатели процесса будут различными. Б тех случаях, когда пирометаллургическое рафинирование неэкономично (например, при отсутствии соответствующего топлива), электролитическому рафинированию подвергают медь, из которой неполностью удалены такие примеси, как цинк, железо, свинец, олово и висмут, а также кислород и сера. На какой стадии пирометаллургического процесса медь будет в достаточной мере очищена — в конверторах или только при огневом рафинировании в отражательных печах — определяется уровнем данного производства. [c.312]
Олово и свинец применяют с глубокой древности. Особую роль в истории материальной культуры сыграла бронза — сплав олова с медью. В современной технике олово в основном используют для лужения, т. е. для покрытия им других металлов. Листовое железо, покрытое оловом, называется белой жестью. Олово по сравнению с железом более коррозионно стойко, и оловянное покрытие на жести является катодным (см. Курс химии, ч. I. Общетеоретическая, гл. IX, 13). В силу этого белая жесть сохраняет устойчивость к химическому воздействию воздуха и воды только при условии целостности покрытия обнажившееся железо становится анодом гальванической пары железо — олово и подвергается коррозии более интенсивно,чем совсем не защищенное. [c.207]
Твердость и хрупкость рассматриваемых элементов быстро уменьшаются по ряду Ое— Зп — РЬ в то время как германий довольно тверд и очень хрупок, свинец царапается ногтем и прокатывается в тонкие листы. Олово занимает промежуточное положение. Все элементы подгруппы германия дают сплавы между собой и со многими другими металлами. В некоторых случаях при сплавлении образуются химические соединения (например, типа М 2Э). [c.336]
Большая часть вторичного свинца производится в виде свинцовых сплавов, в особенности в тех случаях, когда используется свинец, извлеченный из аккумуляторных батарей и кабельной изоляции, который содержит небольшие количества сурьмы и других металлов. Большая часть вторичного свинца, содержаш,его сурьму, используется для производства аккумуляторных батарей. Вторичный свинец, содержащий олово, в основном используется для производства припоев, подшипниковых сплавов и других свинцовооловянных сплавов. При использовании соответ-ствуюш,их методов рафинирования из свинцового лома могут быть также получены бруски мягкого свинца, качество которого соответствует требованиям, предъявляемым к первичному свинцу. Большая часть вторичного свинца производится в виде мягкого свинца, металла содержаш,его сурьму и в виде других свинцовых и медных сплавов. [c.230]
Многие сплавы имеют самое широкое применение. Так, сплав меди с оловом — бронза идет для отливки статуй, машинных частей и для чеканки монет, сплав меди с цинком — латунь, или желтая медь, служит для изготовления различных изделий. Сплав алюминия (около 95%) с магнием, медью и другими металлами — дуралюмин широко применяется вследствие своей прочности и легкости в авиационной промышленности. Олово со свинцом образует припой, а свинец с сурьмой и небольшим количеством олова — типографский металл, или гарт, который служит для отливки типографских шрифтов. Наконец, сталь и чугун, столь ши- [c.277]
Стабильность против окисления является особенно важным показателем для таких смазок, которые заправляют в узлы трения 1—2 раза в течение 10—15 лет, работают при высоких температурах, в тонких слоях и в контакте с цветными металлами. Медь, бронза, олово, свинец и ряд других металлов и сплавов ускоряют окисление смазок. [c.291]
Металлическая сурьма из-за своей хрупкости применяется редко. Однако, поскольку сурьма увеличивает твердость других металлов (олова, свинца) и не окисляется при обычных условиях, металлурги нередко вводят ее в состав различных сплавов. Число сплавов, в которые входит элемент № 51, близко к двумстам. Наиболее известные сплавы сурьмы — твердый свинец (или гарт-блей), типографский металл, подшипниковые металлы. [c.12]
Все металлы можно разделить на две основные группы черные (составляющие 95% всей металлической продукции)—это сплавы железа с другими элементами и цветные (5% всех технических металлов)—это медь, олово, свинец, цинк, алюминий и другие металлы и их сплавы. [c.268]
При испытании тонких или пористых покрытий из золота появляется слабо окрашенное пятно в том случае, когда испытывается позолота на серебре, в пятне видны темные части (серебро). Очень тонкое покрытие по меди или латуни не может быть открыто этим способом. Открытие золота возможно в присутствии ряда других металлов и сплавов (никель, серебро, платина, палладий, иридий, пр ипой, латунь, белые металлы, бронза, сталь, марганец, молибден, тантал, вольфрам, ртуть, кадмий, алюминий, олово, цинк, свинец). [c.216]
Прежде других металлов были получены олово и свинец как сравнительно легко восстанавливаемые из окислов. Но они не были пригодны для изготовления орудий труда и оружия. Освоение производства сплава меди с оловом явилось началом новой эпохи в истории материальной культуры, называемой бронзовым веком. Совершенствование плавильных печей создало возможность выплавлять из руд железо, которое вытеснило бронзу, и в виде чугуна и различных сплавов железа стало основой развития промышленности, транспорта и сельского хозяйства. [c.430]
Свинец применяют для изоляции электрических кабелей и для изготовления аккумуляторных пластин. Он входит в состав различных сплавов особенно важны баббиты — сплавы для производства подшипников. Основа баббита — свинец или олово. Добавкой к ним являются сурьма и медь, иногда — кальций, кадмий и некоторые другие металлы. Типографский сплав — гарт — состоит из свинца, олова и сурьмы. Свинец используется в производстве пуль и дроби, а также для защиты от радиоактивного излучения. [c.260]
Методика 131 может быть использована при анализе сплавов, содержащих менее 10 мг меди, серебра, железа, никеля, цинка, кадмия, алюминия и олова. Если сплав содержит свинец, раствор в царской водке разбавляют, добавляют несколько капель бромной воды и избыток ее удаляют пропусканием через раствор воздуха. В присутствии больших количеств других металлов золото следует отделить от них осаждением. [c.126]
Для покрытия каталитически неактивных металлов (медь и ее сплавы) был предложен другой метод, который заключается в нанесении на покрываемую поверхность каталитически активного металла (например, палладия). Палладий наносится погружением деталей на несколько секунд в палладиевый раствор. Следует отметить, что на некоторых металлах вообще не удается получить никелевого покрытия. К таким металлам относятся олово, свинец, кадмий, цинк, висмут и -сурьма. [c.6]
Действие плавней обьясняют по-разному. Так, полагают, что плавни, сгорая в кислороде, вызывают местное повышение температуры, облегчающее сгорание навески легкоплавкие металлы (свинец, олово) сплавляются с материалом навески и образуют легко сгорающие соединения или сплавы окислы действуют как окислители, отдавая кислород навеске быстрее, чем при применении одного газообразного кислорода другие плавни действуют не только как переносчики кислорода, но и как катализаторы (медь и окись свинца). [c.202]
Представляют большой интерес неорганические жидкие теплоносители, к числу которых относятся расплавленные неорганические соли и их сплавы, например нитрит-нитратная смесь, широко применяемая на установках каталитического крекинга нефти и в других контактно-каталитических процессах, а также жидкие металлы и их сплавы, например олово, свинец, сплавы Вуда, Розе и другие. Эти теплоносители характеризуются высоким температурным интервалом их применения (особенно металлы и их сплавы), обеспечивают равномерную тем пературу обогрева и хорошие условия теплообмена. Поэтому они применяются в тех случаях, когда процессы чувствительны к колебаниям температуры. Особенно тонкое регулирование температуры достигается с применением металлов и сплавов вследствие их очень малой тепловой инерции. [c.231]
Оснастка для чернения очень проста. Большие изделия подвешивают на стальных крюках, меньшие помещают в перфорированные стальные корзины. Не следует применять оснастку, паяную сплавом олово-свинец или сваренную другим металлом, чем сталь. [c.160]
В машине- и приборостроении часто применяют алюминий, медь, никель, олово, свинец и их сплавы, магниевые и титановые сплавы, покрытия цинком, серебром, кадмием и другими металлами. В большинстве случаев все указанные металлы и сплавы нуждаются в защитных или декоративных лакокрасочных покрытиях. [c.194]
Металлургическое производство возникло в глубокой древности. Еще на заре развития человеческого общества (до и. э.) были известны и применялись железо, медь, серебро, золото, ртуть, олово, свинец. Прежде других металлов были получены олово и свинец как сравнительно легко восстанавливаемые из окислов. Но они не были пригодны для изготовления орудий труда и оружия. Освоение производства сплава меди, с оловом явилось началом новой эпохи в истории материальной культуры, называемой бронзовым веком. Совершенствование плавильных печей создало возможность выплавлять из руд железо, которое вытеснило бронзу, и в виде чугуна и различных сплавов железа стало основой развития промышленности, транспорта и сельского хозяйства До начала XVIII в. человечеству были известны лишь такие металлы, как золото, серебро, медь, ртуть, железо, свинец, олово, сурьма и висмут.. Алюминий, никель, магний, хром, марганец и ряд других стали получать только в конце XIX и в начале XX вв. [c.115]
Припоями называют сплавы, используемые при пайке металлов высокой проводимости. Для получения хорошего соединения припой должен иметь температуру плавления ниже, чем у металла, хорошо смачивать поверхность в расплавленном состоянии, иметь небольшое сопротивление контакта. Температурные коэффициенты линейного расширения металла и припоя должны быть близки друг к другу. Применяют припои оловянно-свинцовые (например ПОС-61, содержащий 61% олова, а остальное— свинец), оловяно-цинковые (ПОЦ-90 имеет температуру плавления 199 °С и используется для пайки алюминия и его сплавов), сплавы висмута со свинцом, оловом, кадмием (для температур нагрева меньше, чем 100 °С) и др. [c.637]
Большинство химических элементов являются металлами (см. рис. 53). Многие из них в силу своей химической активности находятся в природе в связанном состоянии, и поэтому до XVIII в. были известны лишь металлы, встречающиеся в самородном состоянии или легко выплавляемые из руд, такие, как золото, серебро, медь, ртуть, свинец, олово, железо и висмут (причем висмут долгое время принимали за разновидность свинца, олова или сурьмы). Использование сплава меди с оловом сыграло важную роль в развитии производительных сил общества и открыло бронзовый век . Совершенствование плавильных печей позволило производить чугун и другие сплавы железа, появление которых явилось новой вехой в создании человеком материальных ценностей. Алюминий, никель, хром, марганец, магний и другие хорошо известные теперь металлы стали получать лишь в конце XIX — начале XX в., а титан — только в середине XX в. [c.390]
Свинец. Чистый свинец или его сплавы можно использовать как анод при проведении процесса в серной кислоте, добавление I % серебра, 0,3 % олова и небольшого количества кобальта увеличивает коррозионную стойкость такого электрода. Добавки других металлов могут учучшить выход продуктов конкретного электродного процесса. Так, добавление сурьмы или кадмия к свинцовому аноду [П1] благоприятно влияет на окисление о-толуолсульфонамида до имнда о-сульфобензошюй кислоты (сахарин). Тот же результат дает использование чистого свинцового анода, если в анолит добавить ЗЬ Оз [П2]. При использовании анода из сплава свинца с сурьмой, по-видимому, происходит анодное растворение сурьмы, которое оказывает тот же эффект, что и добавка 5Ь Оз в анолит. [c.187]
К свинцу, идущему на изготовление ружейной дроби, добавляют мышьяк (приблизительно 0,3%), что делает его более текучим и легко разбиваемым на капли в расплавленном состоянии и более твердым после затвердеванияГ/ГИГз других сплавов свинца следует назвать металл для отливки типографского шрифта (гарт), содержащий 70—90% свинца, сурьму и часто также олово и третник или мягкий припой. Это легкоплавкие сплавы свинца и олова. Наиболее низкой температурой плавления (181°) обладает сплав 64% олова ж 36% свинца. Однако часто применяют боде богатый свинцом припой для запаивания тары, служащей для хранения пищевых продуктов, например консервных банок, следует употреблять припои с содержанием свинца не более 10%. О содержащих свинец металлах для заливки подшипников была уже сказано в разделе об олове. Свинцовые металлы для ааливки подшипников содержат свинец как главную составную часть, к которой для увеличения твердости добавляют либо сурьму (и часто наряду с ней также некоторые количества олова, меди, мышьяка и т. д.), либо незначительные количества щелочных и щелочноземельных металлов. Ко второй группе относится дорожный металл , широко применяемый в настоящее время немецким объединением дорог для изготовления подшипников для коленчатых валов. Он состоит из свинца и примерно 0,7% кальция, 0,6% натрия и 0,04% лития и при температурах ниже 65° превосходит оловянные металлы для заливки подшипников. Свинцово-сурьмяные металлы для заливки подшипников содержат обычно 60—80% свинца, наряду с ним сурьму или сурьму и олово в равных количествах. Свинцово-сурьмяные сплавы называют твердым свинцом, а в противоположность и обычный чистый свинец — мягким свинцом. [c.588]
Затвердевшие сплавы Вещество, по своему строению подобное агломератам кристаллитов, получающихся при застывании расплава хими-чеьки индивидуального металла, принято называть квазигомогенным . Затвердевпше сплавы. редко бывают квазигомогенными они большей част >ю состоят из агломератов, кристаллитов, имеющих различный состав. Простейший случай — затверд ание сплава, состоящего из двух металлов, которые в жидком состоянии неограниченно растворимы друг в друге, в твердом вообще нерастворимы друг в друге и которые, кроме того, не способны образовывать между собой химических соединений. Явления, происходящие в этом случае, будут объяснены на примере сплавов олово — свинец, относящихся к числу наиболее давно и обстоятельно исследованных металлических сплавов. [c.609]
На рис. 3-11 представлена температурная зависимость упругости ларов чистых металл01В, применяемых. для изготовления мягких припоев. Среди этих веществ кадмий и пинк слишком летучи, и поэтому их сплавы не могут быть рекомендованы для (внутрива1куумного применения (во всяком случае, площадь поверхности прип0 Я, обращенной в вакуум, должна быть сведена к минимуму). Другие компоненты мягких припоев (свинец, олово, индий) имеют достаточно низкую упругость паров, но некоторые из них (индий, висмут) чересчур легкоплавки, что делает практически невозможным пропрев системы с паяными швами. Уплотнения на этих металлах подобны уплотнениям на резине, но о бла-дают по сравнению с ними намного меньшим газовыделением при комнатной температуре. [c.183]
Из всех известных в настоящее время металлов больще половины можно О саждать на другие металлы электролитическим способом. Практически осуществляют гальваиичеекие покрытия не менее чем 10— 15 металлами, в том числе больше всего цинком, никелем, медью, хромом, оловом, кадмием, свинцом, серебром и железом. Менее распространены покрытия платиной, родием, палладием, кобальтом, марганцем , мышьяком, индием, ртутью. Покрытия такими металлами, как галлий, нио бий, вольфрам, молибден и рений, в гальванической практике широкого применения не имеют. За последнее время были о саждены электролитически такие виды металлов, как уран, плутоний, актиний, полоний, цезий, торий, а также германий. Получили значительное практическое применение различные тюирытия сплавами, в том числе сплавами олово-цинк, олово-никель, олово-свинец, никель-кобальт, золото-медь и другими. Почти все применяемые виды покрытий можно разбить по их назначению на следующие группы защитные, защитно-декоративные к специальные покрытия. [c.11]
Свинец не смачивает поверхность как стальных, так н медных изделий, и обычно покрытие собирается в виде капель. Чтобы получить удовлетворительные покрытия свинцом горячим способом, необходимо на поверхность изделия каким-либо путем предварительно нанести промежуточное покрытие другим металлом, хорошо сплавляющимся как с основным металлом, так и со свинцом. Таким условиям при покрытии железа удовлетворяет олово, сурьма, ртуть и др. металлы. Эти связующие элементы могут или вводиться непосредственно в ванну для свинцевания или быть предварительно осаждены на поверхность изделия любым из возможных способов. Так, рядом патентов рекомендуется способ горячего свинцевания железа — в расплавленном свинце с оодержа1нием в нем от 3 до 10% амальгамы олова (60— 0% 8п и 40— 20% Hg), или с введением в расплавленный свинец добавок сплава фосфора и свинца. [c.183]
Свинца сплавы оловом — Энциклопедия по машиностроению XXL
В ответственных подшипниках рабочую поверхность вкладыша покрывают тонким приработочным слоем из сплава свинца с оловом, индия или олова. [c.378]Особую группу составляют износостойкие подшипниковые сплавы, применяемые для заливки подшипников. Эти сплавы (баббиты Б83, Б16, БК и др.) состоят из свинца и олова с добавками твердых составляющих (сурьмы, кадмия, никеля, теллура, кальция и др.). Для тяжело нагруженных подшипников применяют бронзу и латунь. [c.51]
Припои. Различают легкоплавкие (мягкие) припои (оловянносвинцовые, висмутовые и кадмиевые) с температурой плавления до 300° С и тугоплавкие (твердые) припои (серебряные, медно-цинковые) с температурой плавления свыше 500° С. Мягкими припоями паяют медь, медные славы, луженую сталь, луженый никель и др. Наиболее распространенными мягкими припоями являются сплавы олова и свинца (с содержанием олова от 90 до 18%) — ПОС и сплавы олова, свинца и кадмия — ПОСК, или висмута — ПОСВ. Они отличаются малой твердостью и сравнительно низкими механическими [c.407]
На рис. 4 показаны кривые изменения температуры плавления некоторых металлов и сплавов систем А1— Si и Fe—С по данным различных исследователей [24, 26—28]. Видно, что температура плавления железа, никеля, меди, алюминия, цинка, свинца и олова повышается, а температура плавления сурьмы снижается при [c.11]
Баббиты — сплавы олова, свинца, сурьмы и меди, применяемые для заливки вкладышей подшипников. Химический состав баббитов предусмотрен ГОСТ 1320—74. Баббиты обладают наименьшим коэффициентом трения по черным металлам, низкой твердостью и хорошей прирабатываемостью. [c.241]
Для богатых оловом и не содержащих свинца сплавов рекомендуют реактивы 1, 4 я 5. Наряду с ними можно применять азотную кислоту, разбавленную водой или спиртом, и раствор тиосульфата натрия. При травлении реактивом 4 олово или богатая оловом основа чернеет, а бедные оловом фазы остаются светлыми. [c.231]
Хотя, как правило, лишь в исключительно редких случаях разрушение происходит из-за несоответствия марки материала указанной в чертеже, проведение химического анализа все же необходимо при этом следует обратить внимание на содержание вредных примесей, а в ряде случаев газов. Например, по-вышенное содержание в никель-хромовых жаропрочных сплавах свинца, висмута, олова, сурьмы приводит к резкому падению жаропрочности, повышенное содержание водорода в стали и титановых сплавах — к увеличению хрупкости, склонности к замедленному разрушению. [c.177]
Нашли практическое применение и другие сплавы меди с оловом, алюминием, кремнием, бериллием и свинцом. Сплавы меди с оловом — оловянистые бронзы. При [c.101]
Расплавленный свинец не смачивает поверхность большинства металлов, а следовательно, простое погружение в чистый свинец не дает полного и качественного покрытия. Однако при использовании ванны со сплавом свинца и олова можно получить достаточно качественное покрытие. Сплавы, содержащие 20— 25% олова, образуют свинцово-оловянное покрытие. Можно использовать сплавы с более низким содержанием олова (менее 2%) и получить свинцовые покрытия. Рабочая температура ванны изменяется в зависимости от процентного содержания сплавляющего металла. [c.75]
Испытание пригодно для гальванических покрытий кадмием, кобальтом, медью или бронзой, свинцом, никелем, серебром, оловом или сплавом олово—цинк и цинком на алюминии, меди или латуни, стали и цинке. При нанесении многослойных систем можно успешно определить толщину отдельных слоев покрытий, применяя струю соответствующего раствора на той же площади поверхности образца. Время, необходимое для определения толщины отдельного слоя покрытия,— — 2 мин общая точность испытаний составляет 15%. [c.142]
Для улучшения условий работы рекомендуется применять поверхностное покрытие подшипников из этих сплавов пластичными металлами или сплавами олова или свинца. Это мероприятие особенно целесообразно и в том случае, когда встречается необходимость уменьшения масляного зазора подшипника. [c.122]
ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СПЛАВОВ 20. Сплавы свинца и олова [c.161]
Для упрочнения свинца и создания гетерогенной структуры чаще всего добавляются сурьма и олово. Растворимость сурьмы в свинце при температуре 16—20° С невелика. Уже при небольших количествах сурьмы образуется эвтектика, содержащая 12—13% 5Ь (фиг. 126). Твёрдые кристаллы сурьмы появляются в сплаве лишь при содержании её более 1.5%. Сплавы свинца с оловом (фиг. 127) также образуют эвтектические смеси, но растворимость олова в свинце значительна и при комнатных температурах. [c.202]
Мягкие припои — сплавы на основе свинца и олова с точкой плавления от 220 до 280° С твердые припои — сплавы на основе меди и цинка с точной плавления от 850 до 885° С. [c.218]
Для лужения обезуглероженной поверхности применяют также в качестве полуды сплав из 90% свинца, 5% олова, остаток—сурьма [15]. [c.148]
В качестве мягких припоев используются обычно сплавы олова со свинцом. [c.445]
Сплав свинца 80%, олова 12%, сурьмы 8% [c.936]
В качестве теплоносителей применяются преимущественно литий, натрий, калий, сплавы натрия с калием, ртуть, олово, висмут, сплавы свинца с оловом или висмутом. Можно ожидать применения рубидия и цезия, а также галлия и индия. [c.5]
Влияние состава сплава на жидкотекучесть довольно сложно, что видно из данных, приведенных на рис. 3.25 для сплавов олова со свинцом и цинком. [c.62]
В качестве теплоносителей используют металлический литий, натрий, калий, ртуть, олово, сплавы натрия с калием и свинца с оловом или висмутом, имеющие низкие температуры плавления и другие важные физические свойства. Могут найти применение рубидий, цезий, галлий и индий. Особый интерес для ядерной техники представляют щелочные металлы (литий, натрий, калий и сплавы натрия с калием). [c.5]
Баббитами называются сплавы олова, свинца, сурьмы с добавками меди, кальция, никеля, мышьяка, кадмия, железа и др. Баббиты бывают на оловянной и свинцовой основах. Согласно ГОСТ 1320—55 к ним относятся баббиты марок Б89, Б83, Б16, Б6, БН и БТ. [c.187]
В зависимости от температуры плавления различают пайку мягкими и твердыми припоями. В качестве мягкого припоя применяется сплав олова со свинцом с температурой плавления от 600 до 1100 . [c.53]
Баббитами называют сплавы олова или свинца с другими элементами. Такой сплав по своему строению представляет пластичную массу олова или свинца, в которой равномерно размещаются более твердые зерна сурьмы, кадмия, меди или других химических элементов. Эти твердые зерна воспринимают на себя нагрузку и передают ее равномерно всей массе сплава. В том случае, когда отдельные зерна оказываются перегруженными, они вдавливаются в пластичную массу, благодаря чему нагрузка выравнивается по всей позерхности трения. [c.127]
Лужение (покрытие поверхности изделия тонким слоем олова или сплава олова и свинца) применяют для предохранения изделия от коррозии, получения более плотного соединения при пайке, лучшего сцепления баббита с вкладышем подшипника. [c.209]
Баббит представляет сплав олова со свинцом, сурьмой, медью и другими металлами. Баббит применяют для заливки вкладышей подшипников, так как он хорошо прирабатывается к шейке вала. Наиболее дорогим является баббит, в котором содержится олово. Так, баббит марки Б-83 содержит 83% олова, 11%сурьмы и 6% меди. В механизмах котельных установок применяют малооловянистый баббит марок Б-16, Б-10 или же безоловянистый — БС, БК и др. [c.15]
Подобной структурой обладают сплавы олова и сплавы свинца. Однако эти сплавы из-за своей низкой прочности не могут выдерживать больших давлений, а вследствие низкой темиературы плавления — сравиительно небольшого нагрева. [c.619]
R качестве мягких припоев применяют сплавы легкоплавких металлов свинца, олова, висмута, кадмия, чаще всего сплавы свинца и олова. Наиболее легкоплавким сплавом в системе РЬ—So является эвтектический, содержащий 62% Sn и 38% РЬ (рис. 456) (приблизительно % Sn и 7з РЬ). В производстве его часто называют третником. Температура плавления сплава 183°С. Стандартное обозначение сплава ПОС-61 (припой оловянносвинцовый, 617о Sn). Припои ПОС-40 и ПОС-30 содержат, следовательно, 40 и 30% Sn и имеют, как это можно определить по диаграмме, приведенной на рис. 456, более высокую температуру плавления. [c.623]
В качестве легкоплавких припоев применяют в основном сплавы на основе олова и свинца различного состава, от которого зависят и свойства припоев. Для получения специальных свойств припои легируют сурьмой, серебром, висмутом, кадмием. Серебро и сурьма повышают, а висмут и кадмий понижают температуру планления сплавов. Олово и свинец дают диаграмму эвтектического типа. Чем меньше интервал кристаллизации, тем выше жидко-текучесть сплава и меньшая выдержка требуется для затвердевания припоя в соединении, что нужно учитывать при выборе припоя в каждом конкретном случае. От интервала кристаллизации зависит также герметичность паяных соединений. Широкий интервал кристаллизации способствует получению пористых негерметичных соединений. Механическая прочность припоев сохраняется в определенном интервале температур. С повышением и понижением температуры механические свойства ухудшаются. При низких температурах (от -—30 до —60° С) происходит резкое снижение ударной вязкости, особенно при большом содержании олова. Прочность припоев при повышении температуры также снижается. Для припоев [c.254]
Если структурные составляющие значительно различаются но твердости, как, например, ррит и цементит в сплавах железо — углерод, алюминиевый твердый раствор и элементарный кремний в легких сплавах, богатая сурьмой фаза и богатая свинцом или оловом основа в подшипниковых сплавах, то уже при механической шлифовке и полировке образуется рельеф. [c.15]
Травитель 8 [6 мл HNO3 12 мл НС1 100 мл спирта]. По рекомендации Гаргравеса [7], этот раствор служит для травления эвтектических сплавов олова со свинцом. [c.232]
Травитель 9 [12,5 мл ледяной уксусной кислоты 2 мл HNO3 100 мл глицерина]. Растворы различных кислот в глицерине используют для сплавов олова со свинцом при температуре травления 38—42° С и продолжительности от 30 с до 10 мин. [c.232]
Травитель 10 [5,5 мл HNO3 100 мл НаО]. Водный раствор азотной кислоты также позволяет выявить микроструктуру сплавов олова со свинцом. Богатая свинцом фаза растворяется значительней. [c.232]
Если ввести в электролит фторобората свинца соли олова, то заменив аноды из чистого свинца на сплав олова со свинцом, можно получить осадки из сплава свинца с оловом, состав которых зависит от концентрации раствора и состава анода. Добавив в раствор соли сурьмы и олова, можно получить осадки тройного сплава, используемые для подшипников и в электронике в тех случаях, когда необходима пайка. [c.96]
Покрытие боковой по-верхноати легкоплавкими металлами (свинцом или оловом), фосфатирова-кие, травление кислотой, сульфидирование, закалка с последующим старением поршней из алюминиевого сплава [c.233]
Для уменьшения трения скольжения в подшипниках используются специальные антифрикционные сплавы олова, свинца, сурьмы и меди — баббиты. Они обладают весыма высокими антифрикционными свойства1МИ. [c.159]
Имеются припои разнообразного назначения на базе легкоплавких сплавов. Например, с помощью сплавов олова с индием можно получать вакуумплотные соединения стекла с металлами. Тройными сплавами (свинца с оловом и кадмием) можно производить пайку керамики с металлами. В электротехнике н радиотехнике и точном приборостроении можно с помощью легкоплавких сплавов осуществлять пайку деталей и узлов, которые не допускают значительных подогревов. [c.261]
Порошки сплавов R—Со обладают большой химической активностью. Поэтому в качестве связующего нельзя использовать материалы, выделяющие в процессе полимеризации вредные газы, а смешивание порошка основы и связующего следует производить при температуре 20 °С. Наиболее употребительными связующими являются эпоксидные смолы, полимеры, резина и сплавы свинца и олова. Наиболее подходящим связующим является этиленвинилацетатный сополимер (ЭВА), обладающий хорошей стойкостью по отношению к кислотам, щелочам и органическим растворителям. [c.92]
Самыми распространёнными из цветных сплавов являются медноцинковые сплавы—латуни. Добавки к двойным медноцинковым сплавам олова, алюминия, никеля, марганца, железа, свинца и др. придают этим сплавам повышенную прочность, твёрдость, коррозионную устойчивость, обрабатываемость ре.литейные свойства и пр. Сложные медноцинковые сплавы называются специальными латунями. [c.99]
ЗС/о олова, до 1 /о сурьмы, малые добавки меди и теллура, а также олово или сурьму совместно с кадмием. Сплавы свинца с 6—12% сурьмы применяются для решёток аккумуляторов. Для типографских сплавов применяют сплавы свинца с оловом и сурьмой, а в последнее время—также сплавы свинца с сурь- [c.232]
Различают твердую пайку припоями на основе сплавов неди, серебра и др. и мягкую пайку с Ш Мощью припоев из сплавов олова, свинца и др. [c.209]
Надежность подшипников турбогенераторов обеспечивается созданием подходящих условий, в которых они работают. Фактически нет серьезных ограничений в отношении размеров и массы лодшипников, которые можно сконструировать так, чтобы они работали при оптимальной нагрузке. Кроме того, хотя охлаждение для подшипников играет второстепенную роль, поток масла можно выбрать таким, чтобы они работали при наиболее подходящей температуре, поэтому усталость подшипников не является проблемой. Дальнейшее повышение надежности достигается при использовании подъемной системы. С этой целью в основание подшипника подается масло, чтобы приподнять цапфу перед началом вращения. До тех пор пока масло чистое, его поток достаточен и вал при вращении не изгибается настолько, чтобы контактировать с вкладышем, любая пара материалов будет успешно работать. Поэтому выбор материалов зависит от их поведения в критических условиях, которые проявляются или при контакте типа металл — металл, или при попадании в зазор твердых частиц. Пара материалов должна быть выбрана такой, чтобы их непосредственный контакт не приводил к повреждению, особенно к повреждению вала. Идеальным был бы выбор для цапфы твердой стали, а для вкладыша мягкого легкоплавкого сплава олова или свинца. Сплавы этого типа известны под названием баббитов и содержат медь и сурьму, которые образуют твердые иптерметал-лиды в мягкой матрице. Сочетание твердых частиц и мягкой основы придает сплавам антифрикционные свойства. Важной характеристикой баббита является его способность легко сдвигаться [c.227]
Мягкие припои изготовляют в основном из сплава олова и свинца или олова, свинца и висмута. Такие припои нримедяют для пайки цинка, латуни, жести, меди и других металлов, когда от соединения не требуется большой прочности. Температура плавления мягких припоев от 180 до 300° С в зависимости от состава. Чем больше в припое свинца, тем выше температура плавления припоя. Пайка мягкими припоями производится при помощи паяльника, изготовленного из красной меди. [c.36]
Па различие в процессах растекания и течения в зазоре может влиять содержание в расплаве отдельных кристаллов и кристаллических образований. Если размеры их будут превышать величину капиллярного зазора, то течения припоя в нем не будет. Наряду с этим течение припоя в зазоре зависит еще от ряда факторов. При определении характера и глубины затекания низкотемпературных припоев системы олово—свинец в зазор между стальными пластинами при флюсовании водным раствором хлористого ципка установлено, что чистое олово затекает на глубину, равную трети глубины затекания сплавов олово—свинец, содержащих 20—60 % Sn. При этом глубина затекания меняется в зависимости от состава флюса. Так, для припоя, состоящего из равных долей олова и свинца при переходе от неорганического флюса на основе хлористого цинка на органический (молочная кислота, смеси смол), глубина затекания между стальными пластинками снижается примерно в 10 раз При пайке [c.21]
Для получения высокой окалиностойкости никель легируют хромом ( 20%), а для повышения жаропрочности — титаном (1,0—2,8 %) и алюминием (0,55—5,5 %). В этом случае при старении закаленного сплава образуется интерметаллидная у -фаза типа Nig (Ti, Al), когерентно связанная с основным у-раствором, а также карбиды Ti и нитриды TiN, увеличивающие прочность при высоких температурах. Дальнейшее увеличение жаропрочности достигается легированием сплавов молибденом и вольфрамом, повышающими температуру рекристаллизации и затрудняющими процесс диффузии в твердом растворе, который необходим для коагуляции избыточных фаз и рекристаллизации. Добавление к сложнолегированным сплавам кобальта еще больше увеличивает жаропрочность и технологическую пластичность сплавов. Для упрочнения границ зерен у-раствора сплав легируют бором и цирконием. Они устраняют вредное влияние примесей, связывая их с тугоплавкими соединениями. Примеси серы, сурьмы, свинца и олова понижают жаропрочность сплавов и затрудняют их обработку давлением. В связи с этим для повышения жаропрочности при выплавке жаропрочных сплавов необходимо применять возможно более чистые шихтовые материалы, свободные от вредных легкоплавких примесей. [c.310]
Отравление свинцом и здоровье
Свинец является природным токсичным металлом, который встречается в земной коре. Широкое применение его вызвало масштабное экологическое загрязнение, воздействие на людей и существенные проблемы общественного здравоохранения во многих частях мира.
Важными источниками экологического загрязнения являются, в частности, добыча, выплавка, промышленное производство и переработка вторсырья. В некоторых странах к тому же продолжается использование свинцовых красок и этилированного бензина. Более трех четвертей глобального потребления свинца приходится на производство свинцово-кислых батарей для моторного транспорта. Однако свинец применяется также и во многих других продуктах, например в пигментах, красках, припое, витражах, посуде из свинцового хрусталя, боеприпасах, керамической глазури, ювелирных изделиях, игрушках, а также в некоторых косметических средствах и в народной медицине. Питьевая вода, поступающая через свинцовые трубы или трубы, соединенные свинцовым припоем, может содержать свинец. Большая часть свинца в глобальной коммерции в настоящее время получается в результате переработки вторсырья.
Дети младшего возраста особенно уязвимы к токсичному воздействию свинца, и их здоровье может подвергаться глубоким и постоянным негативным изменениям, в первую очередь влияющим на развитие мозга и нервной системы. Свинец также вызывает долгосрочные последствия у взрослых, включая повышенный риск высокого кровяного давления и повреждение почек. Влияние высокого уровня свинца на беременных женщин может вызывать выкидыши, мертворождения, преждевременные роды и низкий вес при рождении.
Источники и пути воздействия
Люди могут подвергаться воздействию свинца через профессиональные и экологические источники. Воздействие главным образом обусловлено:
- вдыханием частиц свинца при сжигании материалов с содержанием свинца, например в ходе выплавки, ненормативной переработки вторсырья, снятия свинцовосодержащей краски и использования этилированного бензина; и
- попадания в организм загрязненной свинцом пыли, воды (из труб со свинцом) и пищи (из контейнеров, изготовленных с использованием свинцовой глазури или свинцового припоя).
Дополнительным источником воздействия является использование некоторых типов нерегулируемых косметических и лекарственных средств. Так, например, высокие уровни свинца обнаруживаются в некоторых типах краски для век, а также в некоторых народных лекарственных средствах, используемых в таких странах, как Индия, Мексика и Вьетнам. Поэтому потребителям следует покупать и использовать только регулируемую продукцию.
Особенно уязвимы к отравлению свинцом дети младшего возраста, поскольку у них абсорбируется в 4-5 раз больше попадающего в организм свинца, чем у взрослых из какого-либо данного источника. Из-за присущей детям любознательности и свойственного такому возрасту желанию тянуть руки в рот, дети кладут в рот и проглатывают свинцовосодержащие или покрытые свинцом предметы, например загрязненную почву или пыль и отслаивающуюся свинцовую краску. Этот путь воздействия усиливается у детей с признаками психологического расстройства под названием пикацизм (постоянная и навязчивая тяга есть несъедобные вещи). Такие дети, например, могут отковыривать и съедать свинцовую краску со стен, с дверных косяков и мебели. Воздействие загрязненной свинцом почвы и пыли из-за переработки батарей и добычи явилось причиной массового отравления свинцом и высокой смертности детей младшего возраста в Сенегале и Нигерии.
При попадании свинца в организм он распределяется между такими органами, как мозг, почки, печень и кости. В теле свинец откладывается в зубах и костях, где он со временем накапливается. Отложенный в костной ткани свинец может возвращаться в кровь во время беременности, в результате чего его воздействию подвергается плод. Не получающие достаточного питания дети в большей степени подвержены влиянию свинца, поскольку их тело абсорбирует больше свинца в случае нехватки других питательных веществ, например кальция или железа. Наибольшему риску подвергаются дети в самом раннем возрасте (включая плод в период внутриутробного развития) и дети, живущие в неимущих семьях.
Последствия отравления свинцом для здоровья детей
Воздействие свинца может иметь серьезные последствия для здоровья детей. При высоких уровнях воздействия свинец нарушает функционирование мозга и центральной нервной системы, вызывая кому, судороги и даже смерть. Дети, выжившие после тяжелого отравления свинцом, могут страдать от задержки психического развития и поведенческих расстройств.
При более низких уровнях воздействия, которые не вызывают каких-либо явных симптомов, свинец вызывает целый ряд вредных воздействий в различных системах организма. В частности, свинец может влиять на развитие мозга детей и приводить к снижению коэффициента умственного развития (IQ), к поведенческим изменениям, например к сокращению продолжительности концентрации внимания и усилению антиобщественного поведения, а также к ухудшению усвоения знаний. Воздействие свинца также вызывает анемию, гипертензию, почечную недостаточность, иммунный токсикоз и токсичность для репродуктивных органов. Неврологические и поведенческие последствия воздействия свинца считаются необратимыми.
«Безопасной» концентрации свинца в крови не существует; даже такое низкое содержание свинца в крови, как 5 мкг/дл, может вызывать у детей снижение интеллекта, поведенческие расстройства и трудности в обучении. По мере повышения концентрации свинца в крови возрастают спектр и тяжесть симптомов и последствий.
К счастью, прекращение производства и использования этилированного бензина в большинстве стран, равно как и другие ограничительные меры в отношении применения этого металла, привели к значительному снижению показателей концентрации свинца в крови на уровне популяции. На сегодняшний день этилированное топливо разрешено только в одной стране1. Тем не менее, необходимы дополнительные усилия для прекращения производства свинцовых красок: на сегодняшний день законодательные ограничения по использованию свинцовых красок введены лишь в 37% стран2.
Бремя болезней, вызванных воздействием свинца
По оценкам Института измерения показателей и оценки здоровья (ИИПОЗ), в 2017 г. во всем мире с долгосрочным пагубным воздействием свинца на организм было связано 1,06 миллиона случаев смерти и 24,4 миллиона утраченных лет жизни, скорректированных на инвалидность (DALY). Наибольшее бремя смертности и заболеваемости, вызванных свинцом, приходилось на долю стран с низким и средним уровнем дохода. Кроме того, по оценкам ИПОЗ, в 2016 г. воздействием свинца было обусловлено 63,2% глобального бремени идиопатических форм задержки умственного развития, 10,3% глобального бремени патологий сердца, вызванных гипертонией, 5,6% глобального бремени ишемической болезни сердца и 6,2% глобального бремени инсульта3.
Деятельность ВОЗ
ВОЗ назвала свинец одним из 10 химических веществ, вызывающих основную обеспокоенность в области общественного здравоохранения и требующих действий со стороны государств-членов, для того чтобы защитить здоровье трудящихся, детей и женщин детородного возраста.
На своем веб-сайте ВОЗ опубликовала широкий ряд информационных материалов о свинце, включая информацию для политиков, технические руководства и материалы для проведения кампаний.
В настоящее время ВОЗ разрабатывает руководящие принципы профилактики и ведения случаев отравления свинцом, которые обеспечат сотрудников директивных органов, органы здравоохранения и медицинских работников фактологическими рекомендациями по мерам, которые они могут принять для защиты здоровья детей и взрослых от воздействия свинца.
Поскольку свинцовые краски по-прежнему являются источником воздействия во многих странах, ВОЗ вместе с Программой ООН по окружающей среде создала Глобальный альянс по отказу от применения свинца в красках. Эта совместная инициатива призвана сосредоточить и активизировать усилия для достижения международных целей предотвращения случаев попадания свинца из красок в организм детей и сведения к минимуму воздействия свинца в красках на рабочем месте. Более широкая цель Глобального альянса состоит в содействии поэтапному сокращению производства и продажи свинцовосодержащих красок, чтобы в конечном итоге ликвидировать риски, связанные с такими красками.
Глобальный альянс по отказу от применения свинца в красках является важным механизмом содействия реализации пункта 57 Плана выполнения решений Всемирной встречи на высшем уровне по устойчивому развитию, а также по выполнению резолюции II/4В Стратегического подхода к международному регулированию химических веществ (СПМРХВ), которые касаются отказа от использования содержащих свинец красок.
ВОЗ также является партнером в рамках проекта, финансируемого Глобальным экологическим фондом и направленного на оказание поддержки по меньшей мере 40 странам в принятии законодательных мер по ограничению использования содержащих свинец красок4.
Прекращение производства свинцовых красок к 2020 г. является одним из приоритетных действий правительств, включенных в Дорожную карту ВОЗ для повышения роли сектора здравоохранения в Стратегическом подходе к международному регулированию химических веществ нам пути достижения цели 2020 г. и на последующий период. Эта дорожная карта была одобрена Семидесятой сессией Всемирной ассамблеи здравоохранения в решении WHA70(23).
Отказ от использования красок, содержащих свинец будет способствовать достижению следующих Целей Устойчивого Развития:
- 3.9: К 2030 году существенно сократить количество случаев смерти и заболевания в результате воздействия опасных химических веществ и загрязнения и отравления воздуха, воды и почв.
- 12.4: К 2020 году добиться экологически рационального использования химических веществ и всех отходов на протяжении всего их жизненного цикла в соответствии с согласованными международными принципами и существенно сократить их попадание в воздух, воду и почву, чтобы свести к минимуму их негативное воздействие на здоровье людей и окружающую среду.
Припой оловянно свинцовый пос | ООО Урал-Олово
Припой ПОС (оловянно-свинцовый)
ГОСТ 21930-76 чушка
ГОСТ 21931-76 изделия
Изготовление оловянно-свинцовых припоев в виде чушки и изделиях является одним из основных направлений производственной деятельности ООО “Урал-Олово”.
Форма выпуска:
— чушка 20-35 кг
— проволока от 2 мм до 7 мм, бухты от 10 кг до 25 кг
— пруток от 8 мм до 15 мм, стандартная длина 400 мм, упаковка пачки по 10 кг
Применение:
Припой оловянно-свинцовый это сплав, основные компоненты которого олово и свинец.
Припой используется для пайки. Пайкой называют метод сращивания деталей с помощью припоя. При этом температура плавления деталей выше, чем температура плавления сплава, используемого в качестве припоя.
Пайку осуществляют с целью создания механически прочного, иногда герметичного шва, или для получения электрического контакта с малым переходным сопротивлением. При пайке мест соединения припой нагревают свыше температуры его плавления. Так как припой имеет температуру плавления ниже, чем температура плавления соединяемого металла, из которых изготовлены соединяемые детали, то он плавится, в то время как металл деталей остаётся твёрдым. Припой смачивает металл на границе соприкосновения расплавленного припоя и твёрдого металла, растекается по нему и заполняет зазоры между соединяемыми деталями. При этом компоненты припоя диффундируют в основной металл, основной металл растворяется в припое, в результате чего образуется промежуточная прослойка, которая после застывания соединяет детали в одно целое.
Выбирают припой с учётом физико-химических свойств соединяемых металлов, например, по температуре плавления, требуемой механической прочности спая или его коррозионной устойчивости. При пайке токоведущих частей необходимо учитывать удельную проводимость припоя.
Припои принято делить на две группы:
— мягкие
— твёрдые
К мягким относятся припои с температурой плавления до 300 °C, к твёрдым — свыше 300 °C. Кроме того, припои существенно различаются по механической прочности. Мягкие припои имеют предел прочности при растяжении 16 — 100 МПа, а твёрдые 100-500 МПа.
К мягким припоям относятся оловянно-свинцовые сплавы с содержанием олова от 10% (ПОС-10) до 90 % (ПОС-90), остальное — свинец. Электропроводность этих припоев составляет 9—15 % электропроводности чистой меди. Плавление этих припоев начинается при температуре 183°C (температура плавления эвтектики системы олово-свинец) и заканчивается при температуре 308°C плавления ликвидуса, см. Область применения и температура плавления оловянно-свинцовых припоев:
Область применения и температура плавления оловянно-свинцовых припоев:
Марка припоя |
Температура плавления |
Область применения |
|
солидус |
ликвидус |
||
ПОС 90 |
183 |
220 |
Лужение и пайка внутренних швов пищевой посуды и медицинской аппаратуры. |
ПОС 63 |
183 |
190 |
Групповая пайка печатного монтажа, пайка на авто-линиях волной припоя, окунанием с протягиванием. |
ПОС 61 |
183 |
190 |
Лужение и пайка электро- и радиоаппаратуры, схем, точных приборов, где недопустим перегрев. |
ПОС 40 |
183 |
238 |
Лужение и пайка электроаппаратуры, деталей из оцинкованного железа с герметичными швами. |
ПОС 30 |
183 |
238 |
Лужение и пайка деталей из меди и ее сплавов. |
ПОС 10 |
268 |
299 |
Лужение и пайка электрических аппаратов, приборов, реле, контрольных пробок топок паровозов. |
ПОС 61М |
183 |
192 |
Лужение и пайка печатных проводников в кабельной, электро- и радиоэлектронной промышленности. |
ПОСК 50-18 |
142 |
145 |
Пайка деталей, чувствительных к перегреву, порошковых материалов, пайка конденсаторов. |
ПОСК 2-18 |
142 |
145 |
Лужение и пайка металлизированных и керамических деталей. |
ПОССу 61-0,5 |
183 |
189 |
Лужение и пайка электроаппаратуры, оцинкованных радиодеталей при жестких требованиях к темп. |
ПОССу 50-0,5 |
183 |
216 |
Лужение и пайка авиационных радиаторов, для пайки пищевой посуды. |
ПОССу 40-0,5 |
183 |
235 |
Лужение и пайка жести, обмоток электрических машин, радиаторных трубок, оцинкованных деталей. |
ПОССу 35-0,5 |
183 |
245 |
Лужение и пайка свинцовых кабельных оболочек электротехнических изделий. |
ПОССу 30-0,5 |
183 |
255 |
Лужение и пайка листового цинка, радиаторов. |
ПОССу 25-0,5 |
183 |
266 |
Лужение и пайка радиаторов. |
ПОССу 18-0,5 |
183 |
277 |
Лужение и пайка трубок теплообменников, электроламп. |
ПОСу 95-5 |
183 |
189 |
Пайка в электропромышленности, трубопроводов, работающих при повышенных температурах. |
ПОССу 40-2 |
183 |
216 |
Лужение и пайка холодильных устройств, тонколистовой упаковки. Припой широкого назначения. |
ПОССу 35-2 |
185 |
243 |
Пайка свинцовых труб, абразивная пайка. |
ПОССу 30-2 |
183 |
235 |
Лужение и пайка в холодильном, электроламповом производстве, автомобилестроении. |
ПОССу 25-2 |
183 |
266 |
Пайка в автомобилестроении. |
ПОССу 18-2 |
186 |
277 |
Пайка в автомобилестроении. |
ПОССу 15-2 |
186 |
277 |
Пайка в автомобилестроении. |
ПОССу 10-2 |
183 |
189 |
Пайка в автомобилестроении. |
ПОССу 8-3 |
240 |
290 |
Лужение и пайка в электроламповом производстве. |
ПОССу 5-1 |
275 |
308 |
Лужение и пайка деталей, работающих при повышенных темпер-х, лужение трубчатых радиаторов. |
ПОССу 4-6 |
244 |
270 |
Пайка белой жести, лужение и пайка деталей с закатанными и клепанными швами из латуни и меди. |
ПОССу 4-4 |
239 |
265 |
Лужение и пайка в автомобилестроении. |
Припои ПОС-61 и ПОС-63 плавятся при постоянной температуре 183 °C, так как их состав практически совпадает с составом эвтектики олово-свинец.
Самым распространенным и универсальным низкотемпературным припоем считается припой ПОС-63 и ПОС-90, благодаря своей жидкотекучести им с легкость удается паять изделия сложной формы.
Также к мягким оловянным припоям относят:
- Сурьмянистые и мало сурьмянистые припои (ПОССу), применяемые при пайке оцинкованных и цинковых изделий и повышенных требованиях к прочности паяного соединения.
- Оловянно-свинцово-кадмиевые (ПОСК) для пайки деталей, чувствительных к перегреву и пайки выводов к конденсаторам и пьезокерамике.
- Оловянно-цинковые (ПОЦ) для пайки алюминия.
- Бессвинцовые припои, содержащие наряду с оловом индий, цинк, медь, серебро.
Почти все бессвинцовые припои имеют меньшую текучесть — смачиваемость, чем оловянно-свинцовые. Для улучшения текучести применяются специальные составы флюсов. Характеристики шва бессвинцовых припоев, возникающие при длительной эксплуатации также хуже, чем у припоев, содержащих свинец. На данный момент, ни один из бессвинцовых припоев не считается полной заменой оловянно-свинцового, и ведутся дальнейшие исследования по разработке бессвинцового припоя для полноценной замены таковых.
Химический состав оловянно-свинцовых припоев по ГОСТ 21930-76:
Марка припоя |
Массовая доля, % |
|||||||||||
Sn |
Sb |
Cd |
Cu |
Bi |
As |
Fe |
Ni |
S |
Zn |
Al |
Pb |
|
Бессурьмянистые (0%) |
||||||||||||
ПОС 90 |
89-91 |
0,1 |
- |
0,05 |
0,1 |
0,01 |
0,02 |
0,02 |
0,02 |
0,002 |
0,002 |
Ост. |
ПОС 63 |
62,5-63,5 |
0,05 |
- |
0,05 |
0,1 |
0,02 |
0,02 |
0,02 |
0,02 |
0,002 |
0,002 |
Ост. |
ПОС 61 |
59-61 |
0,1 |
- |
0,05 |
0,2 |
0,02 |
0,02 |
0,02 |
0,02 |
0,002 |
0,002 |
Ост. |
ПОС 40 |
39-41 |
0,1 |
- |
0,05 |
0,2 |
0,02 |
0,02 |
0,02 |
0,02 |
0,002 |
0,002 |
Ост. |
ПОС 30 |
29-31 |
0,1 |
- |
0,05 |
0,2 |
0,02 |
0,02 |
0,02 |
0,02 |
0,002 |
0,002 |
Ост. |
ПОС 10 |
9,0-10,0 |
0,1 |
- |
0,05 |
0,2 |
0,02 |
0,02 |
0,02 |
0,02 |
0,002 |
0,002 |
Ост. |
ПОС 61М |
59-61 |
0,2 |
- |
1,2-2,0 |
0,2 |
0,01 |
0,02 |
0,02 |
0,02 |
0,002 |
0,002 |
Ост. |
ПОСК 50-18 |
49-51 |
0,2 |
17-19 |
0,08 |
0,2 |
0,03 |
0,02 |
0,02 |
0,02 |
0,002 |
0,002 |
Ост. |
ПОСК 2-18 |
1.8-2,3 |
0,05 |
17,5-18,5 |
0,05 |
0,2 |
0,01 |
0,02 |
0,02 |
0,02 |
0,002 |
0,002 |
Ост. |
Малосурьмянистые (0,05-0,5%) |
||||||||||||
ПОССу 61-0,5 |
59-61 |
0,05-0,5 |
- |
0,05 |
0,2 |
0,02 |
0,02 |
0,02 |
0,02 |
0,002 |
0,002 |
Ост. |
ПОССу 50-0,5 |
49-51 |
0,05-0,5 |
- |
0,05 |
0,1 |
0,02 |
0,02 |
0,02 |
0,02 |
0,002 |
0,002 |
Ост. |
ПОССу 40-0,5 |
39-41 |
0,05-0,5 |
- |
0,05 |
0,2 |
0,02 |
0,02 |
0,02 |
0,02 |
0,002 |
0,002 |
Ост. |
ПОССу 35-0,5 |
34-36 |
0,05-0,5 |
- |
0,05 |
0,2 |
0,02 |
0,02 |
0,02 |
0,02 |
0,002 |
0,002 |
Ост. |
ПОССу 30-0,5 |
29-31 |
0,05-0,5 |
- |
0,05 |
0,2 |
0,02 |
0,02 |
0,02 |
0,02 |
0,002 |
0,002 |
Ост. |
ПОССу 25-0,5 |
24-26 |
0,05-0,5 |
- |
0,05 |
0,2 |
0,02 |
0,02 |
0,02 |
0,02 |
0,002 |
0,002 |
Ост. |
ПОССу 18-0,5 |
17-18 |
0,05-0,5 |
- |
0,05 |
0,2 |
0,02 |
0,02 |
0,02 |
0,02 |
0,002 |
0,002 |
Ост. |
Сурьмянистые(от 0,5 до 6%) |
||||||||||||
ПОСу 95-5 |
Основа |
4,0-5,0 |
- |
0,05 |
0,1 |
0,04 |
0,02 |
0,02 |
0,02 |
0,002 |
0,002 |
0,07 |
ПОССу 40-2 |
39-41 |
1,5-2,0 |
- |
0,08 |
0,2 |
0,02 |
0,02 |
0,08 |
0,02 |
0,02 |
0,02 |
Ост. |
ПОССу 35-2 |
34-36 |
1,5-2,0 |
- |
0,08 |
0,2 |
0,02 |
0,02 |
0,08 |
0,02 |
0,02 |
0,02 |
Ост. |
ПОССу 30-2 |
29-31 |
1,5-2,0 |
- |
0,08 |
0,2 |
0,02 |
0,02 |
0,08 |
0,02 |
0,02 |
0,02 |
Ост. |
ПОССу 25-2 |
24-26 |
1,5-2,0 |
- |
0,08 |
0,2 |
0,02 |
0,02 |
0,08 |
0,02 |
0,02 |
0,02 |
Ост. |
ПОССу 18-2 |
17-18 |
1,5-2,0 |
- |
0,08 |
0,2 |
0,02 |
0,02 |
0,08 |
0,02 |
0,02 |
0,02 |
Ост. |
ПОССу 15-2 |
14-15 |
1,5-2,0 |
- |
0,08 |
0,2 |
0,02 |
0,02 |
0,08 |
0,02 |
0,02 |
0,02 |
Ост. |
ПОССу 10-2 |
9,0-10,0 |
1,5-2,0 |
- |
0,08 |
0,2 |
0,02 |
0,02 |
0,08 |
0,02 |
0,02 |
0,02 |
Ост. |
ПОССу 8-3 |
7,0-8,0 |
2,0-3,0 |
- |
0,1 |
0,2 |
0,02 |
0,02 |
0,08 |
0,02 |
0,02 |
0,02 |
Ост. |
ПОССу 5-1 |
4,0-5,0 |
0,5-1,0 |
- |
0,08 |
0,2 |
0,02 |
0,02 |
0,08 |
0,02 |
0,02 |
0,02 |
Ост. |
Помощь друга:
Без наличия спектральной лаборатории, рентгенофлуоресцентный анализатора металлов и сплавов, или возможности произвести химический анализ с целью определения химического состава и марки припоя будет туго, но можно:
Определить приблизительный химический состав припоя по следующим видимым признакам:
— пруток с содержанием олова выше 60% ярко блестит (возможно, это ПОС-90, ПОС-61).
— пруток, в котором много свинца — темного серого цвета, матовый.
— поверхность припоя чем темнее, чем больше в нем свинца.
— пруток со значительным содержанием свинца (до 60% свинца) пластичный, его легко деформировать и согнуть руками (возможно, это ПОС-30, ПОС-40).
— пруток, где много олова, прочный и жесткий. Он менее пластичный, и тяжелее гнется руками.
— пруток из чистого олова при сгибе или сжатии издает характерный хруст (возможно, это Олово, ПОС-90).
— если пруток или чушка долгое время находились при отрицательной температуре воздуха, и начинают ссыпаться при физическом воздействии, как порошок (возможно, это Олово, ПОС-90).
Урал ОловоКруг, проволока Лист, Плита, Лента (полоса), Шина Шестигранник Квадрат Труба круглая, втулка Труба профильная Уголок Швеллер Тавр Двутавр | -Выберите-АлюминийМедьЛатуньБронзаОловоСвинецЦинкНикелевые сплавыМедно-никелевые сплавыНихромНержавеющие сталиСталь А5, А5Е, А6, А7, АД0, АД00 Д16 АМц, АМцС, ММ АД31 АД1 АМг6 АМг5 АМг3 АМг2 М1, М2, М3 Л90 Л85 Л80 Л70 ЛС59-1 Л68 Л63 БрОЦ4-3 БрОФ7-0,2 БрОФ6,5-0,15 БрАЖН10-4-4 БрХ1 БрБ2 БрКМц3-1 БрАМц9-2 БрАЖМц10-3-1,5 БрОЦС5-5-5 БрАЖ9-4 О1 С0, С1, С2 Ц0, Ц1 НМц2,5 НМц5 НК0,2 Алюмель НМцАК2-2-1 Монель НМЖМц28-2,5-1,5 Хромель Т НХ9,5 Куниаль Б МНА6-1,5 Нейзильбер МНЦ15-20 Куниаль А МНА6-1,5 Константан МНМц40-1,5 Копель МНМц43-0,5 Мельхиор МН19 Манганин МНМц3-12 МНЖ5-1 Х15Н60 Х20Н80 12Х18Н10Т, 12Х18Н12Т, 12Х18Н9 04Х18Н10Т, 08Х18Н12Б 08Х13, 08Х17Т, 08Х20Н14С2 08Х22Н6Т, 15Х25Т 08Х18Н10, 08Х18Н10Т 08Х18Н12Т 10Х17Н13М2Т 10Х23Н18 12Х13, 12Х17 Ст3, Ст5, Ст10, Ст20 | Длина (м) b — Диаметр (мм) Длина (м) b — Ширина (мм) c — Толщина (мм) Длина (м) b — Сечение (мм) Длина (м) b — Сечение (мм) Длина (м) b — Толщина стенки (мм) c — Диаметр (мм) Длина (м) b — Толщина стенки (мм) c — Ширина (мм) d — Высота (мм) Длина (м) b — Толщина стенки (мм) c — Высота полки1 (мм) d — Высота полки2 (мм) Длина (м) b — Толщина стенки (мм) c — Ширина (мм) d — Высота (мм) Длина (м) b — Толщина стенки (мм) c — Ширина (мм) d — Высота (мм) e — Толщина перемычки (мм) Длина (м) b — Толщина стенки (мм) c — Ширина (мм) d — Высота (мм) e — Толщина перемычки (мм) |
Оловянные сплавы — обзор
12.3 Диаграммы трансформации время-температура
Эвтектоидное разложение происходит как в системах сплавов черных металлов (например, железо-углерод), так и в сплавах цветных металлов (например, медь-алюминий, медь-олово), но особенно важное значение в промышленности при упрочнении сталей. В системе железо-углерод γ -фаза, аустенит, который представляет собой твердый раствор углерода в железе с ГЦК-решеткой, при охлаждении разлагается с образованием структуры, известной как перлит, состоящей из чередующихся пластин цементита (Fe 3 C). и феррит.Однако, когда условия охлаждения таковы, что структура сплава далека от равновесия, может произойти альтернативное превращение. Таким образом, при очень быстром охлаждении образуется метастабильная фаза, называемая мартенситом, которая представляет собой пересыщенный твердый раствор углерода в феррите. Микроструктура такой преобразованной стали неоднородна, а состоит из пластинчатых игл мартенсита, внедренных в матрицу исходного аустенита. Помимо мартенсита, может также образоваться другая структура, известная как бейнит, если образования перлита избежать путем быстрого охлаждения аустенита в диапазоне температур выше 550 ° C, а затем выдерживания стали при некоторой температуре от 250 ° C до 550 ° C. .Бейнитная структура состоит из пластинчатых зерен феррита, чем-то напоминающих пластины мартенсита, внутри которых видны частицы карбида.
Структуру, полученную, когда аустениту позволяют изотермически превращаться при заданной температуре, можно удобно представить диаграмму типа, показанного на рисунке 12.4, которая отображает время, необходимое при данной температуре для превращения аустенита эвтектоидного состава в один из три структуры: перлит, бейнит или мартенсит.Такая диаграмма, составленная из результатов серии экспериментов по изотермическому разложению, называется кривой TTT, поскольку она связывает продукт превращения со временем при данной температуре. Из такой диаграммы будет очевидно, что при разложении аустенита конкретной стали можно получить большое разнообразие структур; структура может варьироваться от 100% крупного перлита, когда сталь будет мягкой и пластичной, до полностью мартенситной, когда сталь будет твердой и хрупкой. Благодаря тому, что такой широкий диапазон свойств может быть получен путем преобразования стали, она остается основным конструкционным материалом для инженерных целей.
Рисунок 12.4. Кривые ТТТ для (а) эвтектоидных, (б) доэвтектоидных и (в) низколегированных (например, Ni / Cr / Mo) сталей.
После Справочника по металлам ASM.Из кривой TTT видно, что чуть ниже критической температуры, A 1 , скорость превращения мала, хотя подвижность атомов должна быть высокой в этом диапазоне температур. Это связано с тем, что любое фазовое изменение, включающее зародышеобразование и рост (например, превращение перлита), сталкивается с трудностями зарождения, которые возникают из-за необходимых вкладов в зародыш поверхности и энергии деформации.Конечно, когда температура превращения приближается к температуре, соответствующей изгибу кривой, скорость превращения увеличивается. Медленность превращения ниже изгиба кривой TTT, когда образуется бейнит, также легко понять, поскольку миграция атомов происходит медленно при этих более низких температурах, а превращение бейнита зависит от диффузии. Однако нижняя часть кривой TTT ниже примерно 250–300 ° C указывает на то, что превращение снова ускоряется и происходит чрезвычайно быстро, хотя подвижность атомов в этом диапазоне температур должна быть очень низкой.По этой причине делается вывод, что мартенситное превращение не зависит от скорости миграции атомов углерода и, следовательно, его часто называют бездиффузионным превращением. Аустенит начинает превращаться в мартенсит только тогда, когда температура падает ниже критической температуры, обычно обозначаемой M s . Ниже M s процент аустенита, преобразованного в мартенсит, показан на диаграмме серией горизонтальных линий.
Температуру M s можно спрогнозировать для сталей, содержащих различные легирующие элементы в весовых процентах, по формуле Стивена и Хейнса, которая определяется как M s (° C) = 561–474C– 33Mn – 17Ni – 17Cr – 21Mo.
Обработка свинца | Британника
Обработка свинца , подготовка руды для использования в различных продуктах.
Свинец (Pb) — один из древнейших известных металлов, один из семи металлов, используемых в древнем мире (другие — золото, серебро, медь, железо, олово и ртуть).Его низкая температура плавления 327 ° C (621 ° F) в сочетании с легкостью литья, мягкостью и пластичностью делают свинец и свинцовые сплавы особенно подходящими для широкого спектра литых изделий, в том числе аккумуляторных решеток и клемм, противовесов, компонентов водопровода и т. Д. и набрать металл. При удельном весе около 11,35 грамма на кубический сантиметр свинец является самым плотным из обычных металлов, за исключением золота; это делает его хорошей защитой от рентгеновских лучей и гамма-излучения. Сочетание плотности и мягкости делает его отличным барьером для звука.По сравнению с другими металлами, свинец плохо проводит тепло и электричество, хотя он обладает превосходной коррозионной стойкостью, когда может образовывать нерастворимое защитное покрытие на своей поверхности. Металл имеет гранецентрированную кубическую структуру кристаллической решетки.
Примерно 30 процентов всего потребляемого свинца находится в форме соединений свинца, таких как оксиды, тетраэтил и тетраметилсвинец, хроматы, сульфаты, силикаты и карбонаты свинца, а также органические соединения. Эти соединения свинца использовались в смесях паст в аккумуляторных батареях, в цементах, стеклах и керамике, в качестве пигментов в красках и в качестве антидетонационных агентов в бензине.
История
Свинец добывают и выплавляют не менее 8000 лет. Это подтверждают артефакты в различных музеях, а также древние исторические и другие сочинения, включая библейскую Книгу Исход. Свинцовые бусины, найденные на территории современной Турции, датируются примерно 6500 годом до нашей эры, а египтяне, как сообщается, использовали свинец вместе с золотом, серебром и медью еще в 5000 году до нашей эры. В Египте фараонов свинец использовался для глазурования керамики и изготовления припоя, а также для литья в декоративные предметы.В Британском музее хранится ведущая фигура, найденная в храме Осириса в древнем городе Абидос в западной Анатолии, датируемом 3500 годом до нашей эры.
Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчасОдно из самых важных применений свинца в истории — это римские водопроводные трубы. Свинцовые трубы были изготовлены длиной 3 метра (10 футов) и целых 15 стандартных диаметров. Многие из этих трубок, все еще в отличном состоянии, были обнаружены в современном Риме и Англии.Римское слово plumbum , обозначающее свинцовые водостоки и соединители, является источником английского слова plumbum и символа элемента Pb.
Марк Витрувий Поллион, римский архитектор и инженер I века до н.э., предупреждал об использовании свинцовых труб для подачи воды и рекомендовал использовать вместо них глиняные. Витрувий также упоминал в своих письмах о плохом цвете рабочих свинцовых заводов того времени, отмечая, что пары расплавленного свинца разрушают «силу крови».С другой стороны, многие считали, что свинец обладает благоприятными медицинскими качествами. Плиний, римский ученый I века нашей эры, писал, что свинец можно использовать для удаления шрамов, в качестве линимента или в качестве ингредиента пластырей от язв и глаз, а также для других медицинских целей.
Многие церкви и крупные здания, построенные в 15 и 16 веках, представляют собой примеры использования свинца в качестве кровельного материала и для транспортировки воды. Действительно, витражи многих соборов и замков этого периода стали возможны благодаря использованию свинцовых арматур, которые скрепляли стеклянные элементы вместе в великолепном единстве цветов и форм.
В 1859 году французский физик Гастон Планте обнаружил, что пары электродов из оксида свинца и металлического свинца при погружении в сернокислый электролит генерируют электрическую энергию и впоследствии могут перезаряжаться. Ряд дальнейших технических усовершенствований других исследователей привел к коммерческому производству свинцово-кислотных аккумуляторных батарей к 1889 году. Огромный рост рынков аккумуляторных батарей в 20-м веке (в конечном итоге потреблявший около 75 процентов мирового производства свинца) в значительной степени совпал с подъемом автомобиль, в котором батареи нашли применение для запуска, освещения и зажигания.Другим известным свинцовым продуктом был тетраэтилсвинец, добавка к бензину, изобретенная в 1921 году в Соединенных Штатах для решения проблем «детонации», ставших обычным явлением с разработкой двигателей с высокой степенью сжатия, работающих при высоких температурах. Вскоре после достижения своего пика, 50 лет спустя, использование этого свинцового соединения сократилось в Соединенных Штатах, поскольку установка каталитических нейтрализаторов стала обязательной в выхлопных системах всех американских легковых автомобилей.
К началу 21 века Китай лидировал в мире как по первичной, так и по вторичной переработке свинца.Другие ведущие нефтеперерабатывающие предприятия включают США, Великобританию, Германию и Индию.
Из более чем 60 известных свинецсодержащих минералов наиболее важной первичной рудой этого металла является сульфид свинца галенит (PbS). Галенит часто содержит серебро, цинк, медь, кадмий, висмут, мышьяк и сурьму; Фактически, ценность содержания серебра часто превышает ценность свинца, и в этом случае она считается серебряной рудой. Другими коммерчески значимыми свинецсодержащими минералами являются церуссит (карбонат свинца) и англезит (сульфат свинца).Они известны как вторичные минералы, так как получают из галенита в результате естественных воздействий, таких как выветривание. Церуссит, например, образуется под действием карбонатных грунтовых вод на галенит, тогда как англезит образуется, когда галенит подвергается воздействию сульфатных растворов, образующихся в результате окисления сульфидных минералов.
Более 95 процентов добываемого свинца приходится на эти три руды. Руды промышленного значения могут составлять от 2 до 20 процентов свинца и более, хотя сам галенит содержит 86 процентов.6 процентов свинца. Это кажущееся несоответствие связано с тем, что галенит обычно находится в смеси с другими минералами, такими как сульфид цинка, цинковая обманка и сульфиды железа, пирит и марказит. Следовательно, процент извлекаемого свинца в рудах обычно составляет около 4 процентов, и почти 90 процентов первичных свинцовых руд поступают как побочные продукты при добыче цинка и серебра. Более половины общей потребности заводов по переработке свинца удовлетворяется за счет вторичной переработки отработанного свинца, в основном из восстановленных аккумуляторов.
Значительные месторождения свинцовых руд расположены в Австралии, Канаде, Китае, Мексике, Перу, Казахстане, России и США.
Олово | сплав | Britannica
Pewter , сплав на основе олова, используемый в качестве материала для изготовления домашней утвари. Далее следует краткое описание олова. Для полной обработки, см. Металлоконструкции: Олово.
Оловянный кувшин от Пауля Вайзе, Циттау, Германия, конец XVI века; в Музее Виктории и Альберта в Лондоне.
Предоставлено Музеем Виктории и Альберта, ЛондонБританская викторина
Тест по химии
От элементов периодической таблицы до процессов, создающих предметы повседневного обихода — это лишь некоторые из вещей, которым наука химия может научить нас.Можете ли вы отфильтровать свой путь через нашу викторину по химии?
Использование олова восходит к римским временам, по крайней мере, 2000 лет назад. Древнее олово содержало около 70 процентов олова и 30 процентов свинца. Такой оловянный металл, также называемый черным металлом, сильно темнел с возрастом, а свинец легко выщелачивался при контакте с кислой пищей.
Олово с небольшим содержанием свинца или без него имеет более высокое качество, а сплавы, содержащие сурьму и висмут, более долговечны и имеют более яркий блеск.В современном оловянном олове около 91% олова, 7,5% сурьмы и 1,5% меди; отсутствие свинца делает его безопасным для посуды и сосудов для питья. Поверхность современного олова голубовато-белая с четкой яркой отделкой или мягким атласным блеском. Он устойчив к потускнению, долго сохраняет свой цвет и внешний вид.
Оловянные изделия обычно отливают, а затем обрабатывают молотком, точением на токарном станке, полировкой и иногда гравировкой. Некоторые предметы, такие как табакерки, были сделаны из отдельных кусков олова, а затем спаяны вместе.Некоторые современные изделия из олова изготавливаются с помощью штамповочных прессов. Большинство оловянных сплавов довольно пластичны и легко обрабатываются. Холодная обработка не приводит к тому, что металл затвердевает в достаточной степени, чтобы потребовать отжига.
Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчасПроизводство оловянной посуды развивалось в разных странах Европы с 14 века. Олово широко использовалось для изготовления посуды, церковной утвари и декоративных предметов. Будучи обычным сплавом, олово использовалось в первую очередь для утилитарного использования и только во вторую очередь для украшения, поскольку использовалось там, где драгоценные металлы были слишком дороги.Работа с оловом часто имитировала дизайн из серебра, а некоторые недобросовестные мастера даже время от времени пытались выдать олово за серебро или что-то почти как серебро. Большинство оловянных изделий не было украшено орнаментом, но некоторые предметы (обычно только для демонстрации) были окрашены, покрыты эмалью, позолочены и даже инкрустированы другими металлами, такими как латунь.
Сравнение температур плавления припоя, олова и свинца | Эксперимент
Электрический припой представляет собой сплав олова с одним или несколькими другими металлами. Припои на основе олова и свинца были широко доступны, но теперь в производстве используются припои, не содержащие свинца, и становится все труднее получить припои на основе свинца.
В этом эксперименте учащиеся нагревают образцы олова, свинца и припоя олово-свинец, чтобы сравнить их точки плавления, наблюдая, что металлический сплав имеет гораздо более низкую температуру плавления, чем любой из чистых металлов. Это показывает, насколько с таким сплавом удобнее и безопаснее работать при пайке.
Эксперимент удобно проводить группами по два человека и займет около 30 минут.
Оборудование
Аппарат
- Защита глаз
- Горелка Бунзена
- Штатив
- Термостойкий мат
- Треугольник Пипекле
- Крышка тигля
Химическая промышленность
- Олово мелкое
- Свинец (ТОКСИЧНЫЙ, ОПАСНЫЙ ДЛЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ) кусок мелкий
- Припой без флюса, мелкий кусок
Примечания по технике безопасности, охране труда и технике безопасности
- Прочтите наше стандартное руководство по охране труда и технике безопасности.
- Всегда пользуйтесь средствами защиты глаз. Будьте очень осторожны, чтобы избежать контакта с расплавленными каплями металла. Обеспечьте хорошую вентиляцию. Студентам-астматикам может быть рекомендовано работать в вытяжном шкафу.
- Олово, Sn (s) — см. CLEAPSS Hazcard HC102A.
- Свинец, Pb (s), (ТОКСИЧНЫЙ, ОПАСНЫЙ ДЛЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ) — см. CLEAPSS Hazcard HC056.
- Припой без флюса — важно, чтобы припой не содержал флюса. Пары, образующиеся при использовании припоя, содержащего флюс на канифольной основе, могут раздражать дыхательную систему и в некоторых случаях вызывать сенсибилизацию.
Процедура
Показать в полноэкранном режиме- Поместите небольшой кусок олова, свинца и припоя на перевернутую крышку тигля. Убедитесь, что вы знаете, какая шишка какая!
- Установите крышку тигля на глиняный треугольник из трубы на штатив. Поместите зажженную конфорку Бунзена на термостойкий коврик и осторожно нагрейте крышку.
- Посмотрите на три куска, чтобы увидеть порядок их плавления.
- Когда все три расплавятся, выключите горелку Бунзена и дайте всему остыть.
- Обратите внимание на порядок, в котором комки снова затвердевают.
Учебные заметки
Напомните студентам об опасности контакта с горячим расплавленным металлом.
Хорошая вентиляция лаборатории важна, особенно если проводится большое количество экспериментов. Астматикам следует предложить проводить свои эксперименты с использованием вытяжного шкафа.
Общая проблема этого эксперимента состоит в том, что ученики забывают, какая шишка какая.
Точки плавления олова и свинца составляют 232 ° C и 328 ° C соответственно, в то время как припой плавится при более низкой температуре, чем любой из них. (Бессвинцовый припой имеет тенденцию плавиться при температуре около 220 ° C.) Таким образом, порядок плавления следующий: припой, олово и свинец, а порядок затвердевания — противоположный.
Металлические сплавы классифицируются как твердые растворы и обычно получают путем смешивания расплавленных металлов в соответствующем соотношении.
Если это соответствует уровню способностей, учащихся следует попросить сравнить обычный твердожидкостный раствор с раствором сплава.
Дополнительная информация
Это ресурс из проекта «Практическая химия», разработанного Фондом Наффилда и Королевским химическим обществом. Этот сборник из более чем 200 практических занятий демонстрирует широкий спектр химических концепций и процессов. Каждое упражнение содержит исчерпывающую информацию для учителей и технических специалистов, включая полные технические заметки и пошаговые инструкции. Практическая химия сопровождает практическую физику и практическую биологию.
© Фонд Наффилда и Королевское химическое общество
Проверено на здоровье и безопасность, 2016
Изготовление припоя из сплава олова и свинца | Эксперимент
В этом эксперименте учащиеся сами создают сплав, нагревая свинец и олово вместе, чтобы получить припой. Затем они исследуют три свойства сплава и сравнивают их со свинцом, включая твердость, температуру плавления и плотность.
Наиболее вероятный инцидент в этом эксперименте — это ожог ученика, поэтому предупредите его о том, что оборудование горячее.
Если учащиеся не уверены, как правильно пользоваться щипцами (заливка расплавленного металла может быть опасной и привести к ожогам), стоит продемонстрировать, как пользоваться ими безопасно. Некоторые щипцы в школах плохо держатся. Техники должны проверить их перед началом эксперимента.
Свинец — токсичный металл, и если он нагревается слишком долго или слишком сильно выше точки плавления, он может начать выделять пары. Убедитесь, что лаборатория хорошо вентилируется. Предупредите студентов, чтобы они не вдыхали пары, выделяемые их экспериментом, и скажите им нагреть металлы в течение как можно более короткого времени, чтобы они расплавились.После работы со свинцом вымойте руки.
Эксперимент должен быть завершен за 40 минут. Однако это зависит от опыта и практических способностей студентов. Может потребоваться дополнительное время, чтобы дать оборудованию остыть, прежде чем его можно будет убрать.
Оборудование
Аппарат
- Защита глаз
- Термозащитные перчатки
- Каждой рабочей группе требуется:
- Тигель
- Трубка глиняная треугольная
- Горелка Бунзена
- Штатив
- Термостойкий мат
- Шпатель
- Клещи (см. Примечание 6 ниже)
- Песок для литья (см. Примечание 7)
- Металлические песочные поддоны или прочные металлические крышки, 2 шт. (См. Примечание 7)
- Весы (десятичные разряды не нужны)
Химическая промышленность
- Свинец (ТОКСИЧНЫЙ, ОПАСНЫЙ ДЛЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ), около 2 г
- Банка, около 2 г
- Угольный порошок, около 2 г
Примечания по технике безопасности, охране труда и технике безопасности
- Прочтите наше стандартное руководство по охране труда и технике безопасности.
- Всегда пользуйтесь средствами защиты глаз.
- Свинец, Pb (s), (ТОКСИЧНЫЙ, ОПАСНЫЙ ДЛЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ) — см. CLEAPSS Hazcard HC056.
- Олово, Sn (s) — см. CLEAPSS Hazcard HC102A.
- Углерод, C (s) — см. CLEAPSS Hazcard HC021.
- Некоторые щипцы в школах плохо держатся, и петли могут заедать. Техники должны проверить их перед началом эксперимента.
- Песок для литья под давлением можно приобрести на школьных факультетах дизайна и технологий.В случае отсутствия можно использовать керамическую плитку (например, старую плитку для ванной). Если используется плитка, поднос с песком не потребуется.
Процедура
Изготовление сплава
- Отвесьте по 1 г свинца и олова. Поместите свинец в тигель, но держите банку в стороне.
- При использовании песка для литья заполните один из лотков для песка отливкой и вставьте в него палец, чтобы образовалась выемка. Это ваш актерский состав.
- Поместите тигель на глиняный треугольник из трубы.Убедитесь, что он устойчив на штативе и коврике.
- Сильно нагрейте тигель горелкой Бунзена до расплавления свинца. Добавьте сверху лопатку из угольного порошка, чтобы предотвратить образование корки.
- Добавьте олово и перемешайте лопаткой, пока металлы не расплавятся и тщательно не перемешаются.
- Отодвиньте прибор Бунзена от штатива и поместите его на желтое пламя. Надев термозащитные перчатки, возьмите тигель щипцами и вылейте расплавленный металл в отливку или на керамическую плитку.ПРИМЕЧАНИЕ: будьте очень осторожны при этом, чтобы избежать брызг или капель.
- Дайте ему полностью остыть, прежде чем прикасаться к нему.
Испытание сплава
- Чтобы проверить твердость, попробуйте поцарапать сплав свинцом, а свинец — сплавом. Тот, который не царапается, самый твердый.
- Для проверки плотности возьмите грифель в одну руку, а сплав — в другую. Что кажется самым тяжелым / самым плотным?
- Чтобы проверить температуру плавления, поместите сплав, кусок олова и кусок свинца на лоток для песка.Все они должны находиться на одинаковом расстоянии от середины блюда. Осторожно разогрейте блюдо посередине. Когда два металла расплавятся, прекратите нагрев.
Учебные заметки
Ожидаемые результаты испытаний заключаются в том, что сплав явно тверже и царапает свинец. Свинец не оставляет следов на сплаве.
Плотность сплава должна быть меньше, чем у свинца, но этот тест довольно субъективен. Вы можете попросить студентов взвесить сплав и определить его объем смещением.Затем они могут рассчитать плотность (масса / объем), если вы предпочитаете более точную версию.
Сначала плавится свинец, а затем олово. Сплав имеет самую высокую температуру плавления, что явно сильно отличается от свойств составляющих его металлов.
Этот эксперимент может стоять отдельно как демонстрация того, как свойства металла могут быть изменены путем легирования, или вы можете продолжить его, попросив студентов объяснить результаты испытаний на твердость с точки зрения структуры металлов.
Хороший ответ включает ссылку на структуру слоев металлов и то, как легирование может предотвратить скольжение слоев друг по другу, что затрудняет изменение формы металла. Эти результаты показывают, что сплав тверже чистого металла, так как его сложнее изменить форму и, следовательно, поцарапать.
Для тех, кто делает это в качестве забавного эксперимента, можно отливать сплав в различных формах, изменяя форму отливки в литейном песке.
Руководство по выбору свинца, олова и легкоплавких сплавов: типы, характеристики, применение
Свинец, олово и легкоплавкие сплавы — это сплавы цветных металлов, которые легко плавятся при относительно низких температурах плавления. Их используют при производстве припоев, полупроводников, аккумуляторов, оптических и декоративных изделий. К легкоплавким сплавам относятся металлы и сплавы висмута, индия, свинца и олова.
Висмут — металл с низкой температурой плавления, используемый в качестве заменителя свинца в припоях.Висмут имеет общее с водой уникальное свойство; жидкий висмут (10,0 г / см) плотнее твердого висмута (9,78 г / см). Чистый металлический висмут является наиболее естественным диамагнитным из всех элементарных металлов. Висмут имеет более низкую теплопроводность по сравнению со всеми металлами, кроме ртути. Теллуриды висмута являются отличными термоэлектрическими материалами и находят применение в кулерах ЦП.
Индий используется для образования нескольких легкоплавких сплавов и припоев. Припои на основе индия могут «свариваться в холодном состоянии», потому что индий обычно более свободен от оксидов, поэтому нагрев и химикаты обычно не требуются по сравнению с обычными припоями.Припой на основе индия также снижает поглощение золота — извлечение золота из металлических электронных контактов. Индий также входит в состав Indalloy® (зарегистрированная торговая марка Indium Corporation) Gallinstan® (зарегистрированная торговая марка Geratherm Medical AG), сплавов Ga-In-Sn и заменителей ртути, которые являются жидкостями при комнатной температуре. Индий используется для производства легкоплавких сплавов, плавящихся в определенном диапазоне температур
Свинец — это металл с низкой температурой плавления, высокой плотностью и низкой твердостью.В разрезе он имеет голубовато-белый цвет, но тускнеет до тускло-серого цвета на воздухе. Он имеет плохую электропроводность, обладает высокой устойчивостью к коррозии и очень пластичен. Свинец на определенных уровнях ядовит. Его можно упрочнить добавлением небольшого количества сурьмы. Свинец и свинцовые сплавы используются для балансировки грузов, защиты от излучения, электродов батарей и припоев.
Олово — серебристый ковкий металл с низкой температурой плавления и низкой твердостью. Олово и сплавы олова используются в покрытиях и гальванических покрытиях, в качестве легирующих добавок, в электродах аккумуляторных батарей и в качестве припоев.
Другие легкоплавкие сплавы включают сурьму и кадмий.
Технические характеристики
Выбор металлов и металлических сплавов требует анализа требуемых характеристик. Размеры, которые следует учитывать, включают:
- Наружный диаметр (OD)
- Внутренний диаметр (ID)
- Общая длина
- Общая толщина
Другие важные характеристики (в зависимости от области применения) включают форму продукта, предел прочности, предел текучести, точку плавления, проводимость, коррозионную стойкость, пластичность и пластичность.Эти свойства различаются в зависимости от материала или состава сплава.
Приложения
Легкоплавкие металлические сплавы используются в качестве составной части легкоплавких сплавов для использования в предохранителях, термостатах, переключателях, барометрах, изделиях для управления температурным режимом, изгибе труб, блокировке линз, литейных формах, штампах с восковым рисунком и креплении пуансонов, спринклерах воды для пожаротушения и удерживание заготовки.
Изображение предоставлено:
Belmont Metals, Inc.
Сплавы олова | Металлы | Отрасли промышленности
Следующие пункты выделяют два основных типа сплавов олова.Сплавы: 1. Припой 2. Металл подшипника.
1. Припой:Используется для соединения двух металлов. Он плавится при более низкой температуре, чем соединяемые металлы. Мягкий припой состоит из олова и свинца с различными свойствами.
Три часто используемых припоя:
оловянно-свинцовые припои называются мягкими припоями. Иногда кадмий и висмут частично заменяют олово, чтобы сделать припой для смачивания меди и латуни.
Твердые припои, используемые для соединения меди, латуни и т. Д., Содержат медь и цинк с небольшим содержанием олова.
Другие припои:
Серебряный припой состоит в основном из серебра с небольшим добавлением меди и цинка. Его использование желательно там, где более низкая температура плавления оправдывает более высокую стоимость. Золотой припой состоит из золота с небольшим добавлением меди и серебра.
Припой не должен содержать более 0,15% меди и в общей сложности менее 0,10% других примесей (кроме висмута) без алюминия.
2. Металлический подшипник:Это сплав олово-сурьма-медь, используемый в подшипниках. Подшипник должен быть изготовлен из прочного и твердого материала. Олово снижает хрупкость и увеличивает прочность на сжатие.
Состав металла баббита приведен ниже:
Олово ……… от 70 до 90%,
Сурьма ……… от 7 до 24%,
Медь ………. От 2 до 24%.
Баббитовый металл — это общий термин, используемый для мягкого свинца или металлов на основе олова, которые используются в качестве литых футеровок в бронзовой или стальной основе.В общем, баббитовые металлы используются вместо бронзы для более высоких скоростей и изменяющихся нагрузок, но они менее устойчивы к неправильному обращению.
Они обладают отличными характеристиками встраиваемости и совместимости. Способность к заделке — это способность металла встраивать в себя посторонние частицы, а податливость — это способность пластически деформироваться для компенсации неровностей в подшипниковом узле. Сплавы на основе олова по сравнению со сплавами на основе свинца имеют лучшую стойкость к коррозии в кислых маслах, но имеют значительно более высокую стоимость.
Для низкоскоростной работы при высоких давлениях, таких как опоры мостов и расширительные пластины, используются твердые бронзы, содержащие до 20% олова. Их можно использовать только с сопрягаемой поверхностью из закаленной стали и при условии надлежащего выравнивания. Для более низких нагрузок содержание олова может быть уменьшено до 10% или менее. В условиях плохой центровки и смазки в бронзу часто добавляют свинец.
Сплав, состоящий из 80% меди, 10% олова и 10% свинца, чаще всего используется для машин общего назначения.Сплав из 88% меди, 10% олова и 2% цинка имеет хорошие литейные свойства и используется для корпусов и т. Д., Отлитых со встроенными подшипниками. Литье в кокиль дает более мелкую структуру и предпочтительнее литья в песчаные формы для достижения наилучших несущих свойств. Сплав с 70% меди, 16% олова и остальным свинцом очень полезен для более высоких давлений.
В двигателях внутреннего сгорания для более высоких нагрузок используются медно-свинцовые сплавы с 21% свинца, а также медь с небольшим содержанием никеля или олова. Из-за мягкости сплава он наносится при высокой температуре очень тонким слоем (0.50 мм) стальной подкладной полосы, которая впоследствии формируется под шейку или подкладку.
Алюминиевая бронза, содержащая от 8 до 10% алюминия и 3,6% железа, используется в качестве изнашиваемой поверхности для тяжелых условий эксплуатации. Они широко используются для втулок, направляющих, шестерен и т. Д. И не выдерживают условий плохой смазки.
Другие сплавы подшипников:
Подшипниковые сплавы представляют собой отдельный класс сплавов.
Подшипниковые сплавы бывают нескольких типов:
(i) Оловянная основа (баббит):
Доступны в нескольких составах.
(ii) Сплавы подшипников на основе свинца:
Они содержат в среднем 4% олова. 9% сурьмы и баланс свинца. В сплавах на основе свинца и олова упрочняющим составом является Sn. Сб. (олово-сурьма) в виде кубиков, распределенных по всей мягкой матрице.
(iii) Металлы кадмиево-никелевых подшипников:
Он содержит от 1,25 до 3% кадмия и остаточного никеля. Соединение NiCd 7 действует как отвердитель. Они сохраняют свои несущие свойства даже при более высоких температурах.Они не выдерживают коррозионной стойкости в кислых маслах.
(iv) Металлы серебряного подшипника:
Он содержит 4% свинца и показывает самый низкий коэффициент трения по железу, содержащему любую комбинацию никеля.
(v) Металлы подшипников с медным основанием для тяжелых условий эксплуатации:
Обычно это смеси меди с 10-30% свинца, которые придают сплаву антифрикционные свойства. Состав такого сплава — 80% меди, 10% кремния и 10% свинца.
Поскольку основным компонентом всех типов сплавов подшипников качения является олово (Sn), они обозначаются буквами Sn, за которыми следует символ других элементов и их процентное содержание в порядке важности. Например, SnSb 10 Cu 5 означает антифрикционный сплав, содержащий 10% Sb, 5% Cu и остальное, то есть 85% Sn.
Иногда указывается процентное содержание Sn, но не указывается процентное содержание свинца, например, Sn 6 Sb 15Pb — это сплав, содержащий 6% Sn, 15% Sb и 79% Pb. Я.S .: 25-1966 обозначает сплавы подшипников качения в соответствии с процентным содержанием олова (Sn) в них, и этот процент называется маркой.
Например, он определяет следующие марки: 90, 84, 75, 69, 60, 20, 10, 6, 5, 1, обозначения которых: Sn 90 Sb 7 Cu 3, Sn 84 Sb 11 Cu 5, Sn 75 Sb 11 Pb. , Sn 69, Zn 30, Pb, Sn 60 Sb 11 Pb, Sn 20 Sb 15 Pb, Sn 10 Sb 14 Pb, Sn 6 Sb 15 Pb, Sn 5 Sb 15 Pb и Sn 1 Sb 15 Pb соответственно.
Марки 90 и 84 используются для футеровки подшипников бензиновых и дизельных двигателей, крестовин в паровых двигателях и других подшипников, используемых на высоких скоростях.Марка 75 используется для ремонтных работ на мельницах и морских установках. Класс 69 используется для подводных работ.