Alvas un svina sakausējums: īpašības un nosaukums

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 10:35

Šīs tēmas aprakstu vislabāk sākt ar alvu un svinu atsevišķi. Šī materiāla svinam, alvai un sakausējumiem ir noteiktas īpašības, kas ir saistītas ar to sākotnējo stāvokli.

Alvas vispārīgs apraksts

Šeit ir svarīgi atzīmēt, ka izšķir divu veidu šīs izejvielas. Pirmo veidu sauc par b alto alvu, un tā ir šīs vielas β-modifikācija. Otrs veids ir α modifikācija, kas ir labāk pazīstama kā alvas pelēka. Pārejot no vienas modifikācijas uz otru, proti, no b altas uz pelēku, notiek spēcīgas vielas tilpuma izmaiņas, jo notiek tāds process kā metāla izkliede pulverī. Šo īpašumu sauc par alvas mēri. Šeit ir svarīgi arī atzīmēt, ka viena no negatīvākajām alvas īpašībām ir tās tendence uz salnām. Citiem vārdiem sakot, temperatūrā no -20 līdz +30 grādiem pēc Celsija var sākties spontāna pāreja no viena stāvokļa uz otru. Turklāt pāreja turpināsies pat tad, ja temperatūra tiks paaugstināta, bet pēc procesa sākšanās. Šī iemesla dēļ izejvielas ir jāuzglabā vietās ar diezgan augstu temperatūru.

Alvas un svina īpašības

Ir vērts teikt, ka alva,svinam un šo materiālu sakausējumiem ir ļoti maz kopīgu īpašību. Piemēram, jo tīrāka ir alva, jo lielāka iespēja, ka to skars mēris. Savukārt svins nemaz neveic alotropas pārvērtības.

Tomēr ir arī vērts atzīmēt, ka tiek izmantotas papildu vielas, lai palēninātu šāda veida pārveidi alvā. Vislabāk sevi parādīja tādi materiāli kā bismuts un antimons. Šo vielu pievienošana 0,5% apjomā samazinās alotropās transformācijas ātrumu līdz gandrīz 0, kas nozīmē, ka b alto alvu var uzskatīt par pilnīgi stabilu. Šeit var arī atzīmēt, ka mazākā mērā, bet tomēr tam pašam mērķim tiek izmantots alvas un svina sakausējums.

Ja runājam par svina īpašībām, tad tam ir augstāka kušanas temperatūra - 327 grādi pēc Celsija nekā alvai - 232 grādi. Svina blīvums istabas temperatūrā ir 11,34 g/cm3.

Alvas un svina īpašības

Ir vērts sākt ar to, ka rūdītas alvas, svina un sakausējumu pārkristalizācija notiek temperatūrā, kas tiek uzskatīta par zemāku par istabas temperatūru. Šī iemesla dēļ to apstrāde ir karsta.

Vispārējais rādītājs bija izturība pret koroziju atmosfēras apstākļos. Tomēr neliela atšķirība ir izturība pret koroziju nelielu vielu ietekmē. Piemēram, svins vislabāk izpaužas mijiedarbībā ar koncentrētiem noteiktu skābju sastāviem – sērskābi, fosforskābi uc Alva savukārt vislabāk iztur šķīdumus nopārtikas skābes. Arī šo vielu darbības joma atsevišķi ir atšķirīga. Alvu plaši izmanto alvas alvošanai, savukārt svins ir nokļuvis sērskābes iekārtu oderējumā.

Sakausējuma sistēmas

Šeit ir svarīgi sākt ar to, ka alvas un svina sakausējums ir vēl kausējamāks materiāls nekā atsevišķi. Šādus maisījumus visplašāk izmanto kā lodmetālus, tipogrāfisko fontu izgatavošanai, drošinātāju liešanai utt. Tāda sistēma kā "alvas svins" pieder pie eitektiskā tipa grupas. Svarīga visu šai kategorijai piederošo materiālu īpašība ir tā, ka to kušanas temperatūra ir no 120 līdz 190 grādiem pēc Celsija. Turklāt ir trīskāršo eitektikas grupas. Piemērs ir alvas-svina-cinka sakausējuma sistēma. Šādu materiālu kušanas temperatūra pazeminās vēl zemāk, un tās robeža ir 92-96 grādi pēc Celsija. Ja sakausējumam pievienojat ceturto komponentu, kušanas temperatūra pazemināsies līdz 70 grādiem. Ja mēs runājam par alvas sakausējuma ar svinu izmantošanu kā lodmetālu, tad to sastāvā visbiežāk tiek ievadīts līdz 2% tādas vielas kā antimons. Tas tiek darīts, lai uzlabotu lodēšanas plūsmu. Šeit ir vērts atzīmēt, ka kušanas temperatūru var kontrolēt ar "alvas/svina" attiecību. Kūstošākā izejviela kūst 190 grādu temperatūrā.

Babbits

Ar alvas un svina sakausējuma nosaukumu jau sapratuši - tā ir eitektika. Šī vielu grupa ar šādu sastāvu tiek visplašāk izmantota gultņu sakausējumu ražošanā, ko sauc par "babitiem". Šo materiālu izmanto kā pildījumu gultņu korpusiem. Vissvarīgākais šeit ir izvēlēties pareizo materiālu, lai tas varētu viegli iekļūt šahtā. No pirmā acu uzmetiena šķiet, ka alvas un svina sakausējumu masa ar dažādiem lodmetāliem ir lieliska izeja. Tomēr patiesībā tas nav pilnīgi taisnība. Šādi materiāli izrādījās pārāk mīksti, un berzes koeficients starp vārpstu un šādu ieliktni bija augsts. Citiem vārdiem sakot, darbības laikā tie pārāk uzkarsa, tāpēc zemas kušanas metāli sāka "pielipt" pie vārpstas. Lai izvairītos no šī trūkuma, sāka pievienot nedaudz vairāk cietvielu. Tādā veidā tika iegūts materiāls, kas vienlaikus ir gan mīksts, gan ciets.

Matērijas sastāvs

Lai iegūtu vielu, kurai ir tieši pretējas īpašības, tika izmantotas šādas vielas. Vissvarīgākais ir tas, ka tie atrodas uzreiz divfāžu reģionā α + β. β-fāzes kristāli ir bagātināti ar lodmetālu, piemēram, antimonu. Tās darbojas kā cietas trauslas vielas. Savukārt α-fāzes kristāli ir mīksta un plastmasas pamatne. Lai izvairītos no tādiem trūkumiem kā cieto kristālu kušana un to pacelšanās, maisījumam pievieno vēl vienu sastāvdaļu - varu. TātadTādējādi no svina un alvas sakausējuma gabala, pievienojot dažas citas vielas, ir iespējams izveidot babbit nesošu materiālu, kas apvieno divas pretējas īpašības - cietību un maigumu. Babbit B83 kļuva par klasisko un visizplatītāko šī zīmola produktu. Šī sakausējuma sastāvs ir šāds: 83% Sn; 11% Sb; 6% Cu.

Alternatīva

Jāteic, ka no ekonomijas viedokļa alvas babbiti ir ļoti neizdevīgi, jo šis materiāls maksā diezgan dārgi. Turklāt pati alva tiek uzskatīta par deficītu vielu. Šo divu iemeslu dēļ ir izstrādāti alternatīvi gultņi, kuru pamatā ir svins, antimons un varš. Šajā sastāvā antimona kristāli darbojas kā cieta bāze. Mīkstā bāze ir tiešs svina un antimona sakausējums. Varš šeit tiek izmantots tāpat kā svins iepriekšējā sastāvā, tas ir, lai novērstu cieto bāzes kristālu uzpeldēšanu.

Tomēr šeit ir vērts pieminēt nepilnības. Svina/antimona eitektika nav tik elastīga kā alvas fāze. Tāpēc šādā veidā izgatavotās detaļas cieš no ātra nodiluma. Lai kompensētu šo trūkumu, jums joprojām ir jāpievieno noteikts daudzums alvas. Cinka-alvas-svina trīskāršās eitektikas izmantošana nav īpaši izplatīta.