آلیاژ قلع و سرب: خواص و نام

2024 نویسنده: Howard Calhoun | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 10:25

بهتر است توضیحات این مبحث را با قلع و سرب جداگانه شروع کنید. سرب، قلع و آلیاژهای این ماده خواص خاصی دارند که به دلیل حالت اولیه آنهاست.

توضیحات کلی قلع

این نکته مهم است که در اینجا دو نوع از این ماده اولیه متمایز می شود. نوع اول قلع سفید نامیده می شود و آن بتا اصلاح این ماده است. نوع دوم اصلاح α است که بیشتر به عنوان خاکستری قلع شناخته می شود. هنگامی که از یک تغییر به اصلاح دیگر، یعنی از سفید به خاکستری حرکت می کنیم، تغییر شدیدی در حجم ماده رخ می دهد، زیرا فرآیندی مانند پراکندگی فلز به پودر رخ می دهد. به این خاصیت طاعون قلع می گویند. در اینجا ذکر این نکته نیز ضروری است که یکی از منفی ترین خواص قلع، تمایل آن به یخ زدگی است. به عبارت دیگر، در دمای 20- تا 30+ درجه سانتیگراد، انتقال خود به خود از یک حالت به حالت دیگر می تواند آغاز شود. علاوه بر این، انتقال حتی در صورت افزایش دما، اما پس از شروع فرآیند ادامه خواهد داشت. به همین دلیل، مواد خام باید در مکان‌هایی با دمای نسبتاً بالا ذخیره شوند.

خواص قلع و سرب

ارزش گفتن این را دارد که قلع،سرب و آلیاژهای این مواد دارای خواص مشترک بسیار کمی هستند. به عنوان مثال، هر چه قلع خالص تر باشد، احتمال ابتلا به طاعون بیشتر می شود. سرب، به نوبه خود، به هیچ وجه تحت تغییر شکل آلوتروپیک قرار نمی گیرد.

با این حال، همچنین شایان ذکر است که از مواد اضافی برای کند کردن این نوع تبدیل در قلع استفاده می شود. بهتر از همه، موادی مانند بیسموت و آنتیموان خود را نشان دادند. افزودن این مواد در حجم 0.5 درصد سرعت تبدیل آلوتروپیک را تقریباً به 0 کاهش می دهد، به این معنی که قلع سفید را می توان کاملاً پایدار در نظر گرفت. همچنین می توان در اینجا اشاره کرد که به میزان کمتری، اما همچنان از آلیاژ قلع و سرب برای همین منظور استفاده می شود.

اگر از خواص سرب صحبت کنیم، نقطه ذوب آن ۳۲۷ درجه سانتیگراد بالاتر از قلع ۲۳۲ درجه است. چگالی سرب در دمای اتاق 11.34 گرم در سانتی متر است3.

ویژگی های قلع و سرب

ارزش را دارد که با این واقعیت شروع کنیم که تبلور مجدد قلع، سرب و آلیاژهای سخت شده با کار در دمایی رخ می دهد که کمتر از دمای اتاق در نظر گرفته می شود. به همین دلیل، پردازش آنها داغ است.

شاخص کلی مقاومت در برابر خوردگی در شرایط جوی بود. با این حال، تفاوت جزئی در مقاومت در برابر خوردگی تحت تأثیر مواد جزئی نهفته است. به عنوان مثال، سرب هنگام تعامل با ترکیبات غلیظ اسیدهای خاص - سولفوریک، فسفریک، و غیره، به بهترین وجه خود را نشان می دهد. قلع نیز به نوبه خود بهترین مقاومت را در برابر محلول های حاصل ازاسیدهای غذایی دامنه این مواد به طور جداگانه نیز متفاوت است. قلع به طور گسترده ای برای قلع زنی استفاده می شود، در حالی که سرب راه خود را در پوشش تجهیزات اسید سولفوریک پیدا کرده است.

سیستم های آلیاژی

در اینجا مهم است که با این واقعیت شروع کنیم که آلیاژی از قلع و سرب ماده‌ای قابل ذوب‌تر از مواد جداگانه است. چنین مخلوط هایی بیشتر به عنوان لحیم کاری، برای ساخت فونت های تایپوگرافی، برای ریخته گری فیوزها و غیره استفاده می شود. چنین سیستمی مانند "قلع - سرب" متعلق به گروه نوع یوتکتیک است. یکی از ویژگی های مهم تمام مواد متعلق به این دسته این است که دمای ذوب آنها در محدوده 120 تا 190 درجه سانتیگراد است. علاوه بر این، گروه هایی از یوتکتیک های سه تایی وجود دارد. یک مثال سیستم آلیاژ قلع-سرب-روی است. دمای ذوب چنین موادی حتی کمتر می شود و حد آن 92-96 درجه سانتیگراد است. اگر جزء چهارم را به آلیاژ اضافه کنید، دمای ذوب به 70 درجه کاهش می یابد. اگر در مورد استفاده از آلیاژ قلع با سرب به عنوان لحیم صحبت کنیم، اغلب تا 2٪ از ماده ای مانند آنتیموان وارد ترکیب آنها می شود. این کار به منظور بهبود جریان لحیم کاری انجام می شود. در اینجا شایان ذکر است که دمای ذوب را می توان با نسبت "قلع/سرب" کنترل کرد. گداخت پذیرترین مواد خام در 190 درجه ذوب می شود.

Babbits

با نام آلیاژ قلع و سرب، قبلاً متوجه شده اید - این یک یوتکتیک است. این گروه از مواد با چنین ترکیبی بیشترین کاربرد را در تولید آلیاژهای بلبرینگ دارند که به آنها «بابیت» می گویند. این ماده به عنوان پرکننده برای پوسته های یاتاقان استفاده می شود. مهمترین چیز در اینجا این است که مواد مناسب را انتخاب کنید تا بتواند به راحتی وارد شفت شود. در نگاه اول به نظر می رسد که انبوه آلیاژهای قلع و سرب با لحیم کاری های مختلف یک راه عالی برای خروج است. با این حال، در واقعیت، این کاملا درست نیست. معلوم شد که چنین موادی خیلی نرم هستند و ضریب اصطکاک بین شفت و چنین درج بالایی است. به عبارت دیگر، در حین کار، آنها بیش از حد گرم می شوند، به همین دلیل، فلزات کم ذوب شروع به "چسبیدن" به شفت کردند. برای جلوگیری از این نقص، مقدار کمی مواد جامد بیشتری اضافه شد. به این ترتیب ماده ای به دست آمد که در عین حال نرم و سخت است.

ترکیب ماده

برای دستیابی به ماده ای که دقیقاً دارای ویژگی های متضاد باشد، از مواد زیر استفاده شد. مهمترین چیز این است که آنها بلافاصله در منطقه دو فاز α + β قرار می گیرند. بلورهای فاز β با لحیم کاری مانند آنتیموان غنی می شوند. آنها به عنوان مواد شکننده جامد عمل می کنند. بلورهای فاز α به نوبه خود یک پایه نرم و پلاستیکی هستند. برای جلوگیری از کاستی هایی مانند ذوب کریستال های جامد و صعود آنها، جزء دیگری به مخلوط اضافه می شود - مس. بنابراینبنابراین، از یک قطعه آلیاژ سرب و قلع با افزودن برخی مواد دیگر، می توان یک ماده یاتاقان بابیتی ایجاد کرد که دو کیفیت متضاد - سختی و نرمی را با هم ترکیب می کند. Babbit B83 کلاسیک و رایج ترین محصول این برند شد. ترکیب این آلیاژ به شرح زیر است: 83% Sn; 11% Sb; 6% مس.

جایگزین

باید گفت که از نظر اقتصادی، بابیت های قلع بسیار مضر هستند، زیرا این ماده هزینه بسیار زیادی دارد. علاوه بر این، قلع به خودی خود یک ماده کمیاب در نظر گرفته می شود. به این دو دلیل، یاتاقان های جایگزین بر پایه سرب، آنتیموان و مس ساخته شده اند. در این ترکیب، کریستال های آنتیموان به عنوان یک پایه جامد عمل می کنند. پایه نرم آلیاژ مستقیم سرب و آنتیموان است. مس در اینجا مانند سرب در ترکیب قبلی استفاده می شود، یعنی برای جلوگیری از شناور شدن کریستال های پایه جامد.

اما در اینجا لازم است به کاستی ها اشاره شود. یوتکتیک سرب/آنتیموان به اندازه فاز قلع انعطاف پذیر نیست. بنابراین قطعات ساخته شده به این روش دچار سایش سریع می شوند. برای جبران این عیب، هنوز باید مقدار مشخصی قلع اضافه کنید. استفاده از یوتکتیک سه تایی روی-قلع-سرب خیلی رایج نیست.