סגסוגת פח ועופרת: מאפיינים ושם

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 10:27

עדיף להתחיל את התיאור של נושא זה עם פח ועופרת בנפרד. לעופרת, פח וסגסוגות מחומר זה יש תכונות מסוימות הנובעות מהמצב ההתחלתי שלהם.

תיאור כללי של פח

חשוב לציין כאן שמבדילים בין שני סוגים של חומר גלם זה. הסוג הראשון נקרא פח לבן, והוא שינוי ה-β של החומר הזה. הסוג השני הוא שינוי α, המוכר יותר בתור אפור פח. כאשר עוברים משינוי אחד לאחר, כלומר מלבן לאפור, מתרחש שינוי חזק בנפח החומר, שכן מתרחש תהליך כמו פיזור מתכת לאבקה. תכונה זו נקראת מכת פח. חשוב גם לציין כאן שאחת התכונות השליליות ביותר של הפח היא נטייתו לכפור. במילים אחרות, בטמפרטורות של -20 עד +30 מעלות צלזיוס, יכול להתחיל מעבר ספונטני ממצב אחד למשנהו. בנוסף, המעבר יימשך גם אם הטמפרטורה תוגבר, אך לאחר תחילת התהליך. בשל כך, יש לאחסן חומרי גלם במקומות עם טמפרטורות גבוהות למדי.

מאפייני פח ועופרת

כדאי לומר שפח,לעופרת וסגסוגות של חומרים אלה יש מעט מאוד תכונות משותפות. לדוגמא, ככל שהפח טהור יותר, כך גדל הסיכוי שהוא ייפגע מהמגפה. עופרת, בתורה, אינה עוברת טרנספורמציות אלוטרופיות כלל.

עם זאת, ראוי גם לציין שמשתמשים בחומרים נוספים כדי להאט סוג זה של טרנספורמציה בדיל. והכי חשוב, חומרים כמו ביסמוט ואנטימון הראו את עצמם. תוספת של חומרים אלו בנפח של 0.5% תפחית את קצב ההתמרה האלוטרופית לכמעט 0, מה שאומר שפח לבן יכול להיחשב יציב לחלוטין. ניתן גם לציין כאן שבמידה פחותה, אבל עדיין, משתמשים בסגסוגת של פח ועופרת לאותה מטרה.

אם מדברים על תכונות העופרת, אז יש לה נקודת התכה גבוהה יותר - 327 מעלות צלזיוס מאשר בדיל - 232 מעלות. צפיפות העופרת בטמפרטורת החדר היא 11.34 גרם/ס מ3.

מאפייני פח וליד

כדאי להתחיל בעובדה שהתגבשות מחדש של פח, עופרת וסגסוגות מוקשה מתרחשת בטמפרטורה הנחשבת מתחת לטמפרטורת החדר. מסיבה זו, העיבוד שלהם חם.

האינדיקטור הכללי היה העמידות בפני קורוזיה בתנאי אטמוספירה. עם זאת, הבדל קל טמון בעמידות בפני קורוזיה בהשפעת חומרים מינוריים. לדוגמה, עופרת מתבטאת בצורה הטובה ביותר באינטראקציה עם קומפוזיציות מרוכזות של חומצות מסוימות - גופרית, זרחנית וכו'. בדיל, בתורו, עמיד בצורה הטובה ביותר בתמיסות שלחומצות מזון. גם היקף החומרים הללו בנפרד שונה. פח נמצא בשימוש נרחב לפח, בעוד שעופרת מצאה את דרכה לבטנה של ציוד חומצה גופרתית.

מערכות סגסוגת

כאן חשוב להתחיל עם העובדה שסגסוגת של פח ועופרת היא חומר מתיך אפילו יותר מאשר בנפרד. תערובות כאלה נמצאות בשימוש נרחב ביותר כהלחמות, לייצור גופנים טיפוגרפיים, ליציקת נתיכים וכו'. מערכת כזו כמו "פח - עופרת" שייכת לקבוצת הסוג האוטקטי. תכונה חשובה של כל החומרים השייכים לקטגוריה זו היא שטמפרטורת ההיתוך שלהם היא באזור של 120 עד 190 מעלות צלזיוס. בנוסף, ישנן קבוצות של אוקטיקה משולשת. דוגמה לכך היא מערכת סגסוגת פח-עופרת-אבץ. טמפרטורת ההיתוך של חומרים כאלה יורדת עוד יותר, והגבול שלה הוא 92-96 מעלות צלזיוס. אם תוסיף רכיב רביעי לסגסוגת, טמפרטורת ההיתוך תרד ל-70 מעלות. אם אנחנו מדברים על השימוש בסגסוגת של בדיל עם עופרת כהלחמה, אז לרוב עד 2% מחומר כמו אנטימון מוכנס להרכב שלהם. זה נעשה על מנת לשפר את זרימת ההלחמה. כאן המקום לציין שניתן לשלוט בטמפרטורת ההיתוך על ידי יחס "פח/עופרת". חומר הגלם המתיך ביותר נמס ב-190 מעלות.

Babbits

עם השם של סגסוגת הפח והעופרת, כבר הבנו - זה אוקטיקה. קבוצה זו של חומרים עם הרכב כזה נמצאת בשימוש נרחב ביותר בייצור של סגסוגות נושאות, אשר נקראות "babbits". חומר זה משמש כמילוי לקליפות נושאות. הדבר החשוב ביותר כאן הוא לבחור את החומר המתאים כך שיוכל להיכנס בקלות אל הפיר. במבט ראשון נראה שהמסה של סגסוגות פח ועופרת עם הלחמות שונות היא מוצא מצוין. עם זאת, במציאות זה לא לגמרי נכון. חומרים כאלה התבררו כרכים מדי, ומקדם החיכוך בין הפיר לתוספת כזו היה גבוה. במילים אחרות, במהלך הפעולה, הם התחממו יותר מדי, בגלל זה, מתכות נמסות נמוכה החלו "להידבק" לפיר. כדי למנוע חסרון זה, החלה להוסיף כמות קטנה של מוצקים נוספים. כך התקבל חומר שהוא גם רך וגם קשה בו זמנית.

הרכב החומר

כדי להשיג חומר בעל מאפיינים הפוכים בדיוק, נעשה שימוש בחומרים הבאים. הדבר החשוב ביותר הוא שהם שוכבים מיד באזור הדו-פאזי α + β. גבישים של שלב β מועשרים בהלחמה כגון אנטימון. הם פועלים כחומרים שבירים מוצקים. גבישי הפאזה, בתורם, הם בסיס רך ופלסטיק. על מנת להימנע מחסרונות כגון התכה של גבישים מוצקים ועלייתם, מוסיפים לתערובת מרכיב נוסף - נחושת. כךכך, מחתיכת סגסוגת של עופרת ופח עם תוספת של כמה חומרים נוספים, אפשר ליצור חומר נושא בביט המשלב שתי איכויות הפוכות - קשיות ורכות. Babbit B83 הפך למוצר הקלאסי והנפוץ ביותר של המותג הזה. ההרכב של סגסוגת זו הוא כדלקמן: 83% Sn; 11% Sb; 6% Cu.

Alternative

צריך לומר שמבחינת כלכלה, באביטים על בסיס פח הם חסרי ערך מאוד, שכן חומר זה עולה לא מעט. בנוסף, הפח עצמו נחשב לחומר נדיר. משתי הסיבות הללו פותחו מיסבים חלופיים המבוססים על עופרת, אנטימון ונחושת. בהרכב זה, גבישי אנטימון פועלים כבסיס מוצק. הבסיס הרך הוא סגסוגת ישירה של עופרת ואנטימון. נחושת משמשת כאן באותו אופן כמו העופרת בקומפוזיציה הקודמת, כלומר, כדי למנוע מגבישי בסיס מוצקים לצוף למעלה.

עם זאת, כאן ראוי להזכיר את החסרונות. האוטקטיקה של עופרת/אנטימון אינה רקיעה כמו שלב הפח. לכן, חלקים המיוצרים בצורה זו סובלים מבלאי מהיר. כדי לקזז את החיסרון הזה, אתה עדיין צריך להוסיף כמות מסוימת של פח. השימוש בתכשירים טרינריים של אבץ-פח-עופרת אינו נפוץ במיוחד.