Олово і свинець, сплав: властивості і назва

Почати опис даної теми найкраще з олова і свинцю окремо. Свинець, олово і сплави з цього матеріалу володіють певними властивостями, які обумовлені їх початковим станом.

Загальний опис олова

Тут важливо зазначити, що розрізняють два типи цієї сировини. Перший тип називають білим оловом, і він є ?-модифікацією цієї речовини. Другий тип - це ?-модифікація, яка більш відома як сіре олово. При переході з однієї модифікації в іншу, а саме з білої в сіру, виникає сильне зміна обсягу речовини, так як відбувається такий процес, як розсипання металу в порошок. Дана властивість прийнято називати олов'яною чумою. Тут також важливо відзначити, що одне з найбільш негативних властивостей олова - це його схильність до морозу. Іншими словами, при температурі від -20 до +30 градусів за Цельсієм може початися самовільний перехід з одного стану в інше. До того ж перехід триватиме, навіть якщо підвищити температуру, але вже після того як процес почався. З-за цього зберігати сировину припадає в місцях з досить високою температурою.

Властивості олова і свинцю

Варто сказати, що олово, свинець і сплави з цих матеріалів мають досить мало спільних властивостей. Приміром, чим чистіше олово, тим вище шанс того, що воно буде піддане впливу чуми. Свинець ж, у свою чергу, зовсім не відчуває аллотропічеськіх перетворень. Проте варто також зазначити, що для уповільнення такого роду перетворення в олові використовують додаткові речовини. Найкраще себе проявили такі матеріали, як вісмут і сурма. Добавка цих речовин в обсязі 05 % знизить практично до 0 швидкість аллотропического перетворення, а значить, біле олово можна вважати повністю стійким. Тут же можна зазначити, що в меншій мірі, але все ж використовується сплав олова і свинцю з цією ж метою.


Якщо ж говорити про властивості свинцю, то він має більш високу температуру плавлення - 327 градусів за Цельсієм, ніж олово - 232 градуси. Щільність свинцю в умовах кімнатної температури становить 1134 г/см 3 .

Характеристики олова і свинцю

Почати варто з того, що рекристаллизация що наклепують олова, свинцю і сплавів відбувається при температурі, яка вважається нижче кімнатної. З цієї причини процес їх обробки відноситься до гарячого типу. Загальним показником стала стійкість до корозії при атмосферних умовах. Однак невелика відмінність полягає в стійкості до корозії під впливом другорядних речовин. Наприклад, краще всього свинець виявляється себе при взаємодії з концентрованими розчинами деяких кислот - сірчаної, фосфорної і т. д. Олово ж, в свою чергу, найкраще протистоїть розчинів харчових кислот. Сфера застосування цих речовин окремо також відрізняється. Олово широко використовується для лудіння жерсті, в той час як свинець знайшов своє застосування для футеровки апаратури сірчанокислотного виробництва.

Системи сплавів

Тут важливо почати з того, що сплав олова зі свинцем - це ще більше легкоплавкий матеріал, ніж окремо. Найбільш широке поширення такі суміші отримали у якості припоїв, для виготовлення друкарських шрифтів, виливки плавких запобіжників і т. д. Така система, як "олово - свинець", відноситься до групи евтектичного типу. Важливою властивістю всіх матеріалів, що належать до цієї категорії, є те, що температура їх плавки знаходиться в межах від 120 до 190 градусів за Цельсієм. До того ж існують групи потрійних эвтектиков. В якості прикладу можна навести систему сплаву олова, свинцю, цинку. Температура плавлення таких матеріалів опускається ще нижче, і її межа - 92-96 градусів за Цельсієм. Якщо додати в сплав ще й четвертий компонент, то показник температури плавки опуститься до позначки в 70 градусів. Якщо говорити про використання сплаву олова зі свинцем в якості припою, то найчастіше в їх склад вводиться до 2 % такої речовини, як сурма. Це робиться для того, щоб поліпшити розтікання припою. Тут варто зазначити, що температуру плавки можна регулювати співвідношенням "олово/свинець". Найбільш легкоплавкое сировина плавиться при показнику в 190 градусів.

Бабіти

З тим, як називається сплав олова і свинцю, вже розібралися - це евтектик. Ця група речовин з таким складом отримала найбільше поширення при виробництві підшипникових сплавів, які називаються "бабіти". Даний матеріал застосовується в якості заливки для вкладишів підшипників. Тут важливіше за все правильно підібрати матеріал, щоб він зміг без праці приробитися до валу. На перший погляд здається, що маса сплавів олова і свинцю з різними припоями є відмінним виходом. Однак насправді це не зовсім так. Такі матеріали виявилися занадто м'якими, а коефіцієнт тертя між валом і таким вкладишем - високим. Іншими словами, під час роботи вони занадто сильно розігрівалися, з-за цього легкоплавкі метали стали "налипає" на вал. Щоб уникнути цього недоліку, почали додавати невелику кількість більш твердих речовин. Таким чином був отриманий матеріал, який одночасно є і м'яким і твердим.

Склад речовини

Для того щоб домогтися такої речовини, яка володіє прямо протилежними характеристиками, використовувалися наступні речовини. Найважливіше - це те, що вони лежать відразу в двофазній області ?+?. Кристали ?-фази збагачуються таким припоєм, як сурма. Вони виступають у ролі твердих крихких речовин. Кристали ?-фази, в свою чергу, є м'якою і пластичною основою. Для того щоб уникнути таких недоліків, як розплав твердих кристалів і їх спливання, в суміш додають ще один компонент - мідь. Таким чином, з шматка сплаву свинцю і олова з додаванням деяких інших речовин вдається створити підшипниковий матеріал бабіт, який поєднує в собі два протилежні якості - твердість і м'якість. Класичним і найпоширенішим виробом цієї марки став бабіт Б83. Склад цього сплаву наступний: 83 % Sn; 11 % Sb; 6 % Cu.

Альтернатива

Варто сказати про те, що з точки зору економії бабіти на основі олова дуже невигідні, так як цей матеріал коштує досить багато. Крім того, саме по собі олово вважається дефіцитним речовиною. З цих двох причин були розроблені альтернативні підшипники, в основу яких ліг свинець, сурма і мідь. В такому складі кристали сурми виступають в якості твердої основи. М'яким ж підставою виступає безпосередній сплав свинцю і сурми. Мідь тут використовується таким же чином, як і свинець у попередньому складі, тобто для перешкоди спливання кристалів твердої основи. Однак тут же варто сказати і про недоліки. Евтектик з свинцю та сурми не такий пластичний, як фаза з використанням олова. А тому деталі, виготовлені таким чином, страждають від швидкого зносу. Щоб нівелювати цей недолік, все ж доводиться додавати деяку кількість олова. Використання потрійних эвтектиков сплаву цинк, олово-свинець не надто поширене.