Alavo ir švino lydinys: savybės ir pavadinimas

2024 Autorius: Howard Calhoun | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-17 10:34

Šios temos aprašymą geriausia pradėti nuo alavo ir švino atskirai. Švinas, alavas ir šios medžiagos lydiniai turi tam tikrų savybių, kurias lemia jų pradinė būsena.

Bendras skardos aprašymas

Svarbu pažymėti, kad išskiriamos dvi šios žaliavos rūšys. Pirmasis tipas vadinamas b altuoju alavu ir yra šios medžiagos β modifikacija. Antrasis tipas yra α modifikacija, kuri geriau žinoma kaip alavo pilka. Pereinant nuo vienos modifikacijos prie kitos, būtent iš b altos į pilką, stipriai pasikeičia medžiagos tūris, nes vyksta toks procesas kaip metalo išsibarstymas į miltelius. Ši savybė vadinama alavo maru. Čia taip pat svarbu pažymėti, kad viena iš neigiamų alavo savybių yra polinkis į šąlą. Kitaip tariant, esant temperatūrai nuo -20 iki +30 laipsnių Celsijaus, gali prasidėti spontaniškas perėjimas iš vienos būsenos į kitą. Be to, perėjimas tęsis net ir padidinus temperatūrą, bet jau prasidėjus procesui. Dėl šios priežasties žaliavas reikia laikyti gana aukštoje temperatūroje.

Alavo ir švino savybės

Verta pasakyti, kad alavas,švinas ir šių medžiagų lydiniai turi labai mažai bendrų savybių. Pavyzdžiui, kuo grynesnė skarda, tuo didesnė tikimybė, kad ją palies maras. Savo ruožtu švinas visiškai nevyksta alotropinių transformacijų.

Tačiau taip pat verta paminėti, kad tokiam alavo virsmui sulėtinti naudojamos papildomos medžiagos. Geriausiai pasirodė tokios medžiagos kaip bismutas ir stibis. Pridėjus šių medžiagų 0,5% tūrio, alotropinės transformacijos greitis sumažės beveik iki 0, o tai reiškia, kad b altasis alavas gali būti laikomas visiškai stabiliu. Taip pat čia galima pastebėti, kad mažesniu mastu, bet vis tiek tam pačiam tikslui naudojamas alavo ir švino lydinys.

Jei kalbėtume apie švino savybes, tai jo lydymosi temperatūra yra aukštesnė – 327 laipsniai Celsijaus nei alavo – 232 laipsniai. Švino tankis kambario temperatūroje yra 11,34 g/cm3.

Alavo ir švino savybės

Verta pradėti nuo to, kad grūdinto alavo, švino ir lydinių perkristalizacija vyksta esant žemesnei nei kambario temperatūrai. Dėl šios priežasties jų apdorojimas yra karštas.

Bendras rodiklis buvo atsparumas korozijai atmosferos sąlygomis. Tačiau nedidelis skirtumas yra atsparumas korozijai, veikiant nedidelėms medžiagoms. Pavyzdžiui, švinas geriausiai pasireiškia sąveikaujant su koncentruotomis tam tikrų rūgščių kompozicijomis – sieros, fosforo ir kt. Alavas, savo ruožtu, geriausiai atsparus tirpalamsmaisto rūgštys. Šių medžiagų taikymo sritis atskirai taip pat skiriasi. Alavas plačiai naudojamas skardavimui, o švinas pateko į sieros rūgšties įrangos pamušalą.

Lydinio sistemos

Čia svarbu pradėti nuo to, kad alavo ir švino lydinys yra dar labiau tirpstanti medžiaga nei atskirai. Tokie mišiniai plačiausiai naudojami lydmetaliams, tipografiniams šriftams gaminti, saugikliams lieti ir pan. Tokia sistema kaip "alavas - švinas" priklauso eutektinio tipo grupei. Svarbi visų šiai kategorijai priklausančių medžiagų savybė yra ta, kad jų lydymosi temperatūra yra nuo 120 iki 190 laipsnių Celsijaus. Be to, yra trinarės eutektikos grupių. Pavyzdys yra alavo, švino ir cinko lydinio sistema. Tokių medžiagų lydymosi temperatūra nukrenta dar žemiau, o jos riba yra 92-96 laipsniai Celsijaus. Jei į lydinį pridėsite ketvirtą komponentą, lydymosi temperatūra nukris iki 70 laipsnių. Jei kalbame apie alavo ir švino lydinio naudojimą kaip lydmetalą, tada dažniausiai į jų sudėtį įvedama iki 2% medžiagos, tokios kaip stibis. Tai daroma siekiant pagerinti lydmetalio srautą. Čia verta paminėti, kad lydymosi temperatūrą galima reguliuoti „alavo/švino“santykiu. Labiausiai lydi žaliava lydosi 190 laipsnių temperatūroje.

Babbits

Su alavo ir švino lydinio pavadinimu jau suprato – tai eutektika. Ši tokios sudėties medžiagų grupė plačiausiai naudojama gaminant guolių lydinius, kurie vadinami „babitais“. Ši medžiaga naudojama kaip guolių korpusų užpildas. Čia svarbiausia pasirinkti tinkamą medžiagą, kad ji lengvai pribėgtų prie veleno. Iš pirmo žvilgsnio atrodo, kad alavo ir švino lydinių masė su įvairiais lydmetaliais yra puiki išeitis. Tačiau iš tikrųjų tai nėra visiškai tiesa. Tokios medžiagos pasirodė per minkštos, o trinties koeficientas tarp veleno ir tokio įdėklo buvo didelis. Kitaip tariant, eksploatacijos metu jie per daug įkaito, dėl to prie veleno pradėjo „lipti“mažai tirpstantys metalai. Siekiant išvengti šio trūkumo, pradėta dėti šiek tiek daugiau kietųjų medžiagų. Tokiu būdu buvo gauta medžiaga, kuri vienu metu yra ir minkšta, ir kieta.

Materijos sudėtis

Siekiant gauti visiškai priešingų savybių medžiagą, buvo naudojamos šios medžiagos. Svarbiausia, kad jie iškart gulėtų dviejų fazių srityje α + β. β-fazės kristalai yra praturtinti lydmetaliu, pavyzdžiui, stibiu. Jie veikia kaip kietos trapios medžiagos. Savo ruožtu α fazės kristalai yra minkštas ir plastikinis pagrindas. Siekiant išvengti tokių trūkumų kaip kietų kristalų tirpimas ir jų kilimas, į mišinį pridedamas kitas komponentas - varis. TaigiTaigi iš švino ir alavo lydinio gabalo, pridedant kai kurių kitų medžiagų, galima sukurti babbitą laikančią medžiagą, kuri sujungia dvi priešingas savybes – kietumą ir minkštumą. Babbit B83 tapo klasikiniu ir labiausiai paplitusiu šio prekės ženklo gaminiu. Šio lydinio sudėtis yra tokia: 83% Sn; 11% Sb; 6 % Cu.

Alternatyva

Reikia pasakyti, kad ekonominiu požiūriu alavo babbitai yra labai nepalankūs, nes ši medžiaga kainuoja gana daug. Be to, pats alavas laikomas menka medžiaga. Dėl šių dviejų priežasčių buvo sukurti alternatyvūs švino, stibio ir vario guoliai. Šioje kompozicijoje stibio kristalai veikia kaip kietas pagrindas. Minkštas pagrindas yra tiesioginis švino ir stibio lydinys. Varis čia naudojamas taip pat, kaip ir švinas ankstesnėje kompozicijoje, tai yra, kad kieto pagrindo kristalai neišplauktų.

Tačiau čia verta paminėti trūkumus. Švino/stibio eutektika nėra tokia plastiška kaip alavo fazė. Todėl tokiu būdu pagamintos dalys greitai susidėvi. Norėdami kompensuoti šį trūkumą, vis tiek turite pridėti tam tikrą kiekį alavo. Cinko-alavo-švino trinarė eutektika nėra labai paplitusi.