Калай, олово и техните сплави

Работни страници

техните

техните

олово

техните

калай

Съдържанието на произведението

КАЛАЙ, ОЛОВО И ТЕХНИТЕ СПЛАВИ

§I. СТРУКТУРА И СВОЙСТВА НА КАЛАЯ И ОЛОВОТО

Калайът и оловото се открояват сред другите технически метали с относително ниска точка на топене, ниска твърдост и висока устойчивост на корозия.

Тези свойства предопределиха основните области на приложение на тези метали. Оловото в чиста форма се използва в химическото апаратостроене, за кабелни обвивки, защита срещу рентгенови и γ-лъчи и в други области. Оловото и калайът се използват широко за производството на антифрикционни (лагерни) сплави, топими сплави и припои, антикорозионни покрития, както и добавки към месинг, бронз и други сплави.

Промишлеността произвежда калай и олово с различна чистота (Таблици 42 и 43).Физичните и химичните свойства на тези метали са дадени в Приложение 1.

За калай в зависимост от температурата са характерни две кристални структури (модификации). Директно по време на втвърдяването се образуват калаени кристали с тетрагонална решетка, с периоди a = 5,82 A, c -3,17 A. Тази модификация на калай се нарича β = Sn. Калайът във вид на модификация е стабилен до температура от 18 ° C и след това преминава в нова модификация ά = Sn с решетка от диамантен тип с период a = 6,46 A.

Преходът от една модификация към друга е придружен от резки обемни промени, което води до разрушаване на калая и превръщането му в черен прах. Трябва да се отбележи, че при температура от 18°C ​​и малко по-ниска, скоростта на тази трансформация е много малка и практически може да бъде игнорирана. въпреки товапри минусови температури (особено минус 30-40 ° C) процесът на полиморфна трансформация протича много интензивно. Първо се появяват тъмни израстъци върху продуктите, а след това настъпва пълното им унищожаване. Описаното явление в практиката често се нарича "калаена чума". Калайът, "болен" от калаената чума, може да бъде възстановен само чрез претопяване.

Някои примеси (олово, антимон и др.) В малки количества рязко намаляват скоростта на трансформация на калай от една модификация в друга, а три специфични концентрации (0,5% и повече) почти напълно предпазват от "калаената чума".

Обикновеният бял калай (β = Sn) кристализира от стопилката под формата на големи колоновидни кристали.

Спонтанното отгряване на много чист калай протича напълно при стайна температура.

Много чистото олово по време на кристализация също дава едри зърна.

Оловото не се втвърдява по време на студена деформация, тъй като температурата му на рекристализация е под стайната температура.

Техническият калай и олово винаги съдържат някои примеси. Всички примеси в калая, с изключение на антимона, са практически неразтворими при стайна температура. Основният примес в калая е оловото, което в някои марки, предназначени за производство на сплави, се допуска в значителни количества (до 1-2%).

Както вече беше отбелязано, чистият калай има добра химическа устойчивост. Не се окислява във влажен въздух и е стабилен в органични киселини и вряща вода. Това отдавна позволява използването на калай за съдове за калайдисване, калай и други антикорозионни покрития. Примесите значително намаляват устойчивостта на корозия на калая. При наличие на олово или арсен в калай, той става неподходящ за хранителни съдове и оборудване.

Силни киселини и основиразтворете калай. В това отношение оловото е по-устойчив материал. Оловото има особено висока устойчивост в сярна киселина поради образуването на защитен оксиден филм върху повърхността му. Оловото е стабилно в гореща сярна киселина до концентрация 80%, в студена сярна киселина до концентрация 92%. В солна киселина оловото е стабилно до концентрация от 10%. Азотната киселина действа най-силно на оловото.

В сух въздух оловото не се окислява, във влажен въздух се покрива с матов оксиден филм, който има добри защитни свойства.

§ 2. АЛАЙЕНИ И ОЛОВНИ СПЛАВИ

Пет групи сплави на базата на калай и олово се използват широко в промишлеността:

1) антифрикционни сплави;

2) топими сплави;

4) сплави за печат:

5) сплави за кабелни обвивки.

Структурите, свойствата и приложенията на тези сплави са обсъдени по-долу.

1. Антифрикционни сплави

Химическият състав на индустриалните антифрикционни сплави на базата на калай и олово е посочен в таблица. 44. Най-важните физични и механични свойства на тези сплави са представени в табл. 45.

Посочено в табл. 44 сплави могат да бъдат разделени на три групи:

1. Сплави на базата на калай (B93, B90, B83).

2. Сплави на оловна основа (BS, BK).

3. Калай-оловни сплави (B16, BN, BT, B6).