Zinn- und Bleilegierung: Eigenschaften und Name

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 10:23

Beginnen Sie die Beschreibung dieses Themas am besten mit Zinn und Blei separat. Blei, Zinn und Legierungen dieses Materials haben bestimmte Eigenschaften, die auf ihren Ausgangszustand zurückzuführen sind.

Allgemeine Beschreibung von Zinn

Hier ist es wichtig zu beachten, dass zwei Arten dieses Rohstoffs unterschieden werden. Der erste Typ heißt weißes Zinn und ist die β-Modifikation dieser Substanz. Der zweite Typ ist die α-Modifikation, die besser als Zinngrau bekannt ist. Beim Übergang von einer Modifikation zur anderen, nämlich von Weiß zu Grau, tritt eine starke Volumenänderung der Substanz auf, da ein Prozess wie das Streuen von Metall zu Pulver auftritt. Diese Eigenschaft wird Zinnpest genannt. Wichtig ist hier auch zu beachten, dass eine der negativsten Eigenschaften von Zinn die Frostneigung ist. Mit anderen Worten, bei Temperaturen von -20 bis +30 Grad Celsius kann ein spontaner Übergang von einem Zustand in einen anderen beginnen. Außerdem setzt sich der Übergang fort, selbst wenn die Temperatur erhöht wird, aber nachdem der Prozess begonnen hat. Aus diesem Grund müssen Rohstoffe an Orten mit ziemlich hohen Temperaturen gelagert werden.

Eigenschaften von Zinn und Blei

Es lohnt sich zu sagen, dass Zinn,Blei und Legierungen dieser Materialien haben nur sehr wenige Eigenschaften gemeinsam. Je reiner beispielsweise das Zinn ist, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass es von der Pest befallen wird. Blei wiederum unterliegt überhaupt keinen allotropen Umwandlungen.

Bemerkenswert ist aber auch, dass zusätzliche Substanzen verwendet werden, um diese Art der Umwandlung in Zinn zu verlangsamen. Am besten zeigten sich Materialien wie Wismut und Antimon. Die Zugabe dieser Substanzen in einem Volumen von 0,5 % reduziert die allotrope Transformationsrate auf nahezu 0, was bedeutet, dass weißes Zinn als vollständig stabil betrachtet werden kann. Auch hier ist anzumerken, dass in geringerem Umfang, aber immerhin eine Legierung aus Zinn und Blei für den gleichen Zweck verwendet wird.

Wenn wir über die Eigenschaften von Blei sprechen, dann hat es einen höheren Schmelzpunkt - 327 Grad Celsius als Zinn - 232 Grad. Die Dichte von Blei bei Raumtemperatur beträgt 11,34 g/cm3.

Eigenschaften von Zinn und Blei

Es lohnt sich, mit der Tatsache zu beginnen, dass die Rekristallisation von k altverfestigtem Zinn, Blei und Legierungen bei einer Temperatur stattfindet, die als unterhalb der Raumtemperatur angesehen wird. Aus diesem Grund ist ihre Verarbeitung heiß.

Der allgemeine Indikator war die Korrosionsbeständigkeit unter atmosphärischen Bedingungen. Ein kleiner Unterschied liegt jedoch in der Korrosionsbeständigkeit unter Einfluss von Nebenstoffen. Zum Beispiel manifestiert sich Blei am besten bei der Wechselwirkung mit konzentrierten Zusammensetzungen bestimmter Säuren - Schwefelsäure, Phosphorsäure usw. Zinn wiederum widersteht Lösungen am bestenSpeisesäuren. Der Anwendungsbereich dieser Stoffe getrennt ist ebenfalls unterschiedlich. Zinn wird häufig zum Verzinnen von Zinn verwendet, während Blei seinen Weg in die Auskleidung von Schwefelsäureanlagen gefunden hat.

Legierungssysteme

Hier ist es wichtig, mit der Tatsache zu beginnen, dass eine Legierung aus Zinn und Blei ein noch schmelzbareres Material ist als getrennt. Solche Mischungen werden am häufigsten als Lötmittel, zur Herstellung von typografischen Schriftarten, zum Gießen von Sicherungen usw. verwendet. Ein solches System wie "Zinn - Blei" gehört zur Gruppe des eutektischen Typs. Eine wichtige Eigenschaft aller Materialien dieser Kategorie ist, dass ihre Schmelztemperatur im Bereich von 120 bis 190 Grad Celsius liegt. Darüber hinaus gibt es Gruppen von ternären Eutektika. Ein Beispiel ist das Zinn-Blei-Zink-Legierungssystem. Die Schmelztemperatur solcher Materialien sinkt noch weiter und liegt bei 92-96 Grad Celsius. Wenn Sie der Legierung eine vierte Komponente hinzufügen, sinkt die Schmelztemperatur auf 70 Grad. Wenn wir über die Verwendung einer Zinnlegierung mit Blei als Lot sprechen, werden meistens bis zu 2% einer Substanz wie Antimon in ihre Zusammensetzung eingebracht. Dies geschieht, um den Lotfluss zu verbessern. An dieser Stelle ist anzumerken, dass die Schmelztemperatur durch das "Zinn/Blei"-Verhältnis gesteuert werden kann. Der schmelzbarste Rohstoff schmilzt bei 190 Grad.

Babbits

Mit dem Namen der Legierung aus Zinn und Blei habe ich schon herausgefunden - es ist ein Eutektikum. Diese Gruppe von Stoffen mit einer solchen Zusammensetzung wird am häufigsten bei der Herstellung von Lagerlegierungen verwendet, die als "Babbits" bezeichnet werden. Dieses Material wird als Füllung für Lagerschalen verwendet. Das Wichtigste dabei ist, das richtige Material so zu wählen, dass es problemlos in die Welle einlaufen kann. Auf den ersten Blick scheint die Masse von Zinn- und Bleilegierungen mit verschiedenen Loten ein hervorragender Ausweg zu sein. In Wirklichkeit ist dies jedoch nicht ganz richtig. Solche Materialien erwiesen sich als zu weich, und der Reibungskoeffizient zwischen der Welle und einem solchen Einsatz war hoch. Mit anderen Worten, sie erwärmten sich während des Betriebs zu stark, wodurch niedrigschmelzende Metalle an der Welle zu "kleben" begannen. Um diesen Mangel zu vermeiden, wurde mit der Zugabe einer kleinen Menge weiterer Feststoffe begonnen. Auf diese Weise wurde ein Material erh alten, das gleichzeitig weich und hart ist.

Zusammensetzung der Materie

Um eine Substanz zu erh alten, die genau die entgegengesetzten Eigenschaften hat, wurden die folgenden Substanzen verwendet. Das Wichtigste ist, dass sie unmittelbar im Zweiphasengebiet α + β liegen. Kristalle der β-Phase sind mit Lot wie Antimon angereichert. Sie wirken als feste spröde Substanzen. Die α-Phasen-Kristalle wiederum sind eine weiche und plastische Basis. Um Mängel wie das Schmelzen fester Kristalle und deren Aufstieg zu vermeiden, wird der Mischung eine weitere Komponente zugesetzt - Kupfer. SoSo ist es möglich, aus einem Stück einer Legierung aus Blei und Zinn unter Zugabe einiger anderer Substanzen ein Babbit-Lagermaterial herzustellen, das zwei gegensätzliche Eigenschaften vereint - Härte und Weichheit. Babbit B83 wurde zum klassischen und am weitesten verbreiteten Produkt dieser Marke. Die Zusammensetzung dieser Legierung ist wie folgt: 83 % Sn; 11 % Sb; 6% Cu.

Alternative

Es sollte gesagt werden, dass Babbits auf Zinnbasis aus wirtschaftlicher Sicht sehr nachteilig sind, da dieses Material ziemlich viel kostet. Zudem gilt Zinn selbst als knapper Stoff. Aus diesen beiden Gründen wurden alternative Lager auf Basis von Blei, Antimon und Kupfer entwickelt. In dieser Zusammensetzung wirken Antimonkristalle als feste Basis. Die weiche Basis ist eine direkte Legierung aus Blei und Antimon. Kupfer wird hier genauso verwendet wie das Blei in der vorherigen Zusammensetzung, das heißt, um zu verhindern, dass feste Basiskristalle aufschwimmen.

Hier gilt es jedoch auf die Mängel hinzuweisen. Das Blei/Antimon-Eutektikum ist nicht so duktil wie die Zinnphase. Daher unterliegen auf diese Weise hergestellte Teile einem schnellen Verschleiß. Um diesen Nachteil auszugleichen, müssen Sie noch eine gewisse Menge Zinn hinzufügen. Die Verwendung von ternären Zink-Zinn-Blei-Eutektika ist nicht sehr verbreitet.