» » Олово и его сплавы
14.05.2015

Олово

Олово принадлежит к металлам, которые известны человеку еще с глубокой древности, что объясняется сравнительной легкостью восстановления его из руды.
Олово — легкоплавкий, очень пластичный, легко поддающийся обработке давлением металл, обладающий хорошей химической стойкостью.
Благодаря своим свойствам олово находит очень широкое применение в промышленности.
В последнее время олово стало применяться и в атомной энергетике. Добавки олова в циркониевые сплавы нейтрализуют вредное действие различных примесей, находящихся в техническом цирконии.
Сплавы циркония с оловом, обладающие малым поперечным сечением захвата нейтронов, повышенной коррозионной стойкостью и прочностью, применяются как конструкционный материал для атомных реакторов.
Олово имеет две аллотропические формы, или модификации; β — обычное белое олово, устойчивое при температуре выше 13,2° и α — серое олово, устойчивое при температуре ниже 13,2°. При температуре ниже 13.2° белое олово постепенно переходит в серое. Наиболее быстро этот переход осуществляется при -30°. Скорость превращения β-фазы в α-фазу в зависимости от температуры приведена на рис. 41.
Олово и его сплавы

Превращение белого олова в серое — явление, называемое оловянной чумой; оно сопровождается резким изменением свойств олова; олово превращается в порошок. Это превращение наблюдается во время хранения олова при низких температурах и зависит от чистоты олова и его предварительной деформации. Чем чище олово и чем большей деформации оно подверглось перед хранением, тем быстрее при низких температурах осуществляется превращение белого олова в серое.
Добавка к олову 0.5% висмута полностью предотвращает оловянную чуму. Примеси сурьмы, свинца и кадмия задерживают скорость превращения белого олова в серое.
Олово выпускается в виде чушек весом 25 и 8 кг или в прутках весом 0,5 кг; химический состав его приведен в табл. 37.
В олове всех марок содержание алюминия и цинка должно быть не более 0,002% каждого. В олове марки 02, применяющемся для лужения котлов для варки пищи, содержание мышьяка не должно превышать 0,015%.
Наличие примесей в олове влияет на его механические и физикохимические свойства.
Свинец — основная примесь в техническом олове. В низких сортах олова допускается высокое содержание свинца, так как это олово используется главным образом для изготовления сплавов, содержащих свинец (припои и баббиты). В олове, применяемом для производства белой жести (тара для консервов), строго лимитируются токсические примеси — свинец (не более 0,04%) и мышьяк (не более 0,015%).
Олово и его сплавы

Для изготовления высокооловянистого баббита Б83 содержание свинца в олове не должно превышать 0,25% во избежание образования легкоплавкой эвтектики, которая при нагревании вкладыша от трения может привести к его разрушению. В небольших количествах свинец не снижает механические свойства олова.
Алюминий и цинк образуют в олове тончайшие пленки окислов, которые затрудняют пайку и лужение; кроме того, эти примеси сильно снижают коррозионную стойкость олова.
Железо повышает твердость олова и снижает его пластические свойства. Медь уже в небольших количествах в олове снижает его коррозионную стойкость. Мышьяк ухудшает пластические свойства олова и снижает его жидкотекучесть, повышает твердость и хрупкость. Сурьма растворяется в олове при 100° в количестве 3,5%, она повышает механические свойства олова и облегчает обработку его давлением.
Олово, как и свинец, обладает пониженной прочностью и повышенной пластичностью, благодаря чему невозможно применять эти металлы как конструкционные материалы. Уже незначительное повышение температуры резко снижает прочность и твердость олова (рис. 42).
Олово и его сплавы

Сплавы олова

Сплавы на основе олова применяются в основном в качестве баббитов и припоев, а также для изготовления фольги. Химический состав и механические свойства некоторых сплавов олова приведены в табл. 38.
Олово и его сплавы