Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Цветные сплавы и плавка2.doc
Скачиваний:
123
Добавлен:
14.11.2019
Размер:
1.75 Mб
Скачать

3.6. Легкоплавкие сплавы

В группу легкоплавких объединены сплавы, имеющие температуру плавления ниже температуры плавления олова. Основу таких сплавов составляют олово и свинец с добавками кадмия и висмута. Металлы вводят в сплавы в таких количествах, чтобы образовались легкоплавкие тройные и более сложные эвтектики. По – видимому первый такой сплав с температурой плавления 68 оС был получен английским инженером Вудом в 1860 году. За этим сплавом и несколькими другими сплавами с близким составом закрепилось название – сплавы Вуда. Существуют и другие сплавы, называющиеся по фамилии автора: сплав Липовица, сплав Роуза (Розе) и др.

Области применения легкоплавких сплавов достаточно широки:

  • Производство и применение жидкометаллических теплоносителей в энергетике и машиностроении.

  • Литейное производство (производство выплавляемых моделей и стержней, материалы для отливок).

  • Системы раннего оповещения возгораний (датчики температуры, клапаны пожаротушения и др).

  • Термометрия (рабочее тело для термометров различных типов).

  • Вакуумная техника (уплотнения, паяные швы и др.).

  • Микроэлектроника (припои, покрытия, датчики температуры, предохранители и др.).

  • Медицина (фиксация костей, протезирование и др.).

Во всех без исключения областях применения легкоплавких сплавов, главными востребованными свойствами для применения этих сплавов по назначению, является заданная низкая температура плавления. Вторичными свойствами, востребованными в областях применения данных сплавов могут быть: определённая плотность, прочность на разрыв, химическая инертность, вакуумоплотность, теплопроводность. С экономической точки зрения на первое место выходит стоимость сплава и его плотность. Экономические показатели особенно резко проявляются в крупнотоннажном расходе легкоплавкого сплава той или иной марки.

В настоящее время кроме сплавов четверной системы Sn – Pb – Cd – Bi, разработаны сплавы с такими элементами, как: галлий, индий, ртуть, таллий, калий, натрий и др. Состав всех известных легкоплавких сплавов, их свойства и области применения показаны в таблице . Они перекрывают весь температурный интервал от 200 оС до – 78 оС.

Таблица

Химический состав, свойства и области применения легкоплавких сплавов

Состав сплава

Tпл,°C

Плот- ность г/см³

Область приме- нения

Примечание

Тип сплава, название или сплав аналог

висмут 76,5%, таллий 23,5%

198

Т, П

Кислотоупорен

Эвтектический сплав

олово 89%, цинк 11%

198

Т, П

висмут 47,5%, таллий 52,5%

188

Т

Эвтектический сплав

висмут 44,2%, свинец 9,8%, таллий 46%

186

Т

Эвтектический сплав

олово 62%, свинец 38%

183

8,5

Т, П

Эвтектический сплав, ПОС61

олово 64%, свинец 36%

181

Т, П

натрий 70%, ртуть 30%

181

Т

Хим.активен,токсичен.

кадмий 32%, олово 68%

178

Т, П

Эвтектический сплав

свинец 32%, олово 68%

177

Т, П

висмут 12,8%, свинец 49%, олово 38,2%

172

Т, П

калий 80%, таллий 20%

165

Т

Химически активен

висмут 13,3%, свинец 46%, олово 40,7%

165

Т, П

висмут 10,5%, свинец 42%, олово 47,5%

160

Т, П

висмут 13,7%, свинец 44,8 %, олово 41,5 %

160

Т, П

Эвтектический сплав

висмут 16 %, свинец 36%, олово 48%

155

Т, П

висмут 18,1%, свинец 36,2%, олово 45,7%

151

Т, П

висмут 25%, свинец 50%, олово 25%

149

Т, П

висмут 62,5%, кадмий 37,5%

149

Т, П

висмут 19%, свинец 38%, олово 43%

148

Т, П

висмут 50 %, свинец 50 %

145

Т, П

свинец 32 %, олово 50 %, кадмий 18 %

145

Т, П

висмут 60%, кадмий 40%

144

Т, П

Эвтектический сплав

свинец 42%, олово 37%, кадмий 21%

143

Т, П

кадмий 18,2%, свинец 30,6%, олово 51,2%

142

8,8

Т, П

ПОСК50-18

висмут 57 %, таллий 43 %

139

Т

Эвтектический сплав

висмут 57 %, олово 43 %

138

Т, П

Эвтектический сплав

висмут 58 %, олово 42 %

136,5

Т, П

ртуть 70 %, калий 30 %

135

Т

Хим.активен, токсичен.

калий 90 %, таллий 10 %

133

Т

Хим.активен

висмут 28,5 %, свинец 43 %, олово 28,5 %

132

Т, П

висмут 56 %, олово 40 %, цинк 4 %

130

Т, П

Эвтектический сплав

висмут 43 %, свинец 43 %, олово 14 %

128

Т, П

висмут 22,2 %, свинец 44,5 %, олово 33,3 %

127

Т, П

висмут 56,5 %, олово 43,5 %

125

Т, П

Эвтектический сплав

висмут 56 %, свинец 44 %

125

Т, П

висмут 55,5 %, свинец 44,5 %

124

Т, П

Эвтектический сплав

висмут 33,4 %, свинец 33,3 %, олово 33,3 %

123

Т, П

ПОСВ33

висмут 36,5 %, свинец 36,5 %, олово 27 %

117

Т, П

висмут 40 %, свинец 40 %, олово 20 %

113

Т, П

Висмутовый сплав

висмут 42,1 %, свинец 42,1 %, олово 15,8 %

108

Т, П

висмут 48 %, свинец 28,5 %, олово 14,5 %, ртуть 9 %

105

Т

висмут 53 %, олово 26 %, кадмий 21 %

103

Т, П

висмут 54,4 %, свинец 25,8 %, олово 19,8 %

101

Т, П

висмут 50 %, свинец 28 %, олово 22 %

100

Т, П

Сплав Роуза (Розе)

висмут 50 %, свинец 40 %, олово 10 %

100

Т, П

висмут 40 %, свинец 20 %, олово 40 %

100

Т, П, М

висмут 47 %, свинец 35,3 %, олово 17,7 %

98

Т, П, М

висмут 52,5 %, свинец 35 %, олово 12,5 %

96

Т, П, М

висмут 52 %, свинец 32 %, олово 16 %

96

Т, П, М

висмут 50 %, олово 25 %, кадмий 25 %

95

Т, П, М

висмут 49,9 %, свинец 43,4 %, кадмий 6,7 %

95

Т, П, М

висмут 50 %, свинец 31 %, олово 19 %

94,5

Т, П, М

висмут 50 %, свинец 31,2 %, олово 18,8 %

94

Т, П, М

Сплав Ньютона

висмут 50 %, свинец 25 %, олово 25 %

93 (93,75)

Т, П, М

висмут 50 %, свинец 30 %, олово 20 %

92 (91,6)

Т, П, М

Сплав Лихтенберга

висмут 52 %, кадмий 8 %, свинец 40 %

91,5

Т, П, М

висмут 51,6 %, кадмий 8,1 %, свинец 40,3 %

91

Т, П, М

висмут 55,2 %, свинец 33,3 %, таллий 11,5 %

91

Т

Эвтектический сплав

натрий 50 %, ртуть 50 %

90

Т

Хим.активен, токсичен.

натрий 90 %, ртуть 10 %

90

Т

Хим. активен, токсичен

висмут 50 %, олово 25 %, свинец 25 %

90

Т, П, М

ПОСВ 50, сплав Розе

висмут 53,2 %, кадмий 7,1 %, свинец 39,7 %

89,5

Т, П, М

натрий 96,7 %, золото 3,  %

80

Т

Химически активен

Эвтектический сплав

натрий 80 %, ртуть 20 %

80

Т

Хим.активен, токсичен.

висмут 35,3 %, кадмий 9,5 %, свинец 35,1 %, олово 20,1 %

80

Т, П, М

висмут 58 %, индий 17 %, олово 25 %

79

Т, П, М

Эвтектический сплав

натрий 90 %, калий 10 %

77

Т

Хим.акт

висмут 50 %, свинец 34,5 %, олово 9,3 %, кадмий 6,2 %

77

Т, П, М

висмут 50 %, свинец 34,4 %, олово 9,4 %, кадмий 6,2 %

76,5

Т, П, М

висмут 27,5 %, кадмий 34,5 %, свинец 27,5 %, олово 10,5 %

75

Т, П, М

висмут 33,7 %, индий 65,3 %

72

Т, П, М

∑?

Эвтектический сплав

висмут 38,4 %, свинец 30,8 %, олово 15,4 %, кадмий 15,4 %

71

Т, П, М

висмут 49,5 %, свинец 27,27 %, олово 13,13 %, кадмий 10,1 %

70

Т, П, М

Эвтектический сплав

висмут 50 %, свинец 26,3 %, олово 13,3 %, кадмий 10 %

70

Т, П, М

∑?

натрий 70 %, ртуть 30 %

70

Т

Хим.акт, Токсичен.

висмут 48,8 %, свинец 24,3 %, олово 13,8 %, кадмий 13,1 %

68,5

Т, П, М

висмут 52,2 %, свинец 26 %, олово 14,8 %, кадмий 7 %

68,5

Т, П, М

висмут 50,1 %, свинец 22,6 %, олово 13,3 %, кадмий 10 %

68

Т, П, М

∑?

Сплав Липовица

висмут 50 %, свинец 25 %, олово 12,5 %, кадмий 12,5 %

68

Т, П, М

∑?

Сплав Вуда

висмут 50,4 %, свинец 25,1 %, олово 14,3 %, кадмий 10,2 %

67,5

Т, П, М

Сплав Вуда

висмут 50,1 %, свинец 24,9 %, олово 14,2 %, кадмий 10,8 %

65,5

Т, П, М

Сплав Вуда

натрий 99 %, таллий 1 %

64

Т

Хим.акт

Эвтектический сплав

висмут 50,0 %, олово 12,5 %, свинец 25 %, кадмий 12,5 %

60,5

Т, П, М, Ж

висмут 53,5 %, олово 19 %, свинец 17 %, ртуть 10,5 %

60

Т

токсичен

натрий 60 %, ртуть 40 %

60

Т

Хим.акт. Токсичен.

натрий 80 %, калий 20 %

58

Т

Хим.акт.

висмут 49,4 %, индий 21 %, свинец 18 %, олово 11,6 %

57

Т, П, М, Ж

Эвтектический сплав

ртуть 70 %, натрий 30 %

55

Т

токсичен, реаг.с водой.

висмут 42 %, свинец 32 %, ртуть 20 %, кадмий 6 %

50

Т

токсичен

висмут 36 %, ртуть 30 %, свинец 28 %, кадмий 6 %

48

Т

токсичен

висмут 47,7 %, индий 19,1 %, олово 8,3 %, кадмий 5,3 %, свинец 22,6 %

47

Т, П, М, Ж

∑?

Эвтектический сплав

натрий 50 %, ртуть 50 %

45

Т

Хим.акт.

висмут 40,2 %, кадмий 8,1 %, индий 17,8 %, свинец 22,2 %, олово 10,7 %, таллий 1 %

41,5

Т, П, М, Ж

натрий 70 %, калий 30 %

41

Т

∑?Хим.акт.

натрий 60 %, калий 40 %

26

Т

Хим.акт.

галлий 95 %, цинк 5 %

25

5,95

Т

Эвтектический сплав?

натрий 85,2 %, ртуть 14,8 %

21,4

Т

Хим.акт.

галлий 92 %, олово 8 %

20

Т

Эвтектический сплав?

натрий 56 %, калий 44 %

19

Т

Хим.акт.

калий 90 %, натрий 10 %

17,5

Т

Хим.акт.

галлий 82 %, олово 12 %, цинк 6 %

17

6,13

Т

галлий 76 %, индий 24 %

16

6,235

Т

галлий 67 %, индий 29 %, цинк 4 %

13

6,355

Т

калий 50 %, натрий 50 %

11

Т

Хим.акт.

Галлий 67 %, индий 20,5 %, олово 12,5 %

10,6

Т

калий 60 %, натрий 40 %

5

Т

Хим.акт.

галлий 62 %, индий 25 %, олово 13 %

4,85

6,44

Т

галлий 61 %, индий 25 %, олово 13 %, цинк 1 %

3

6,4

Т

Русский сплав

калий 70 %, натрий 30 %

−3,5

Т, Л

Химически активен

рубидий 91,8 %, натрий 8,2 %

−4,5

1,485

Т

Химически активен

калий 80 %, натрий 20 %

−10

0,878

Т, Л

Химически активен

калий 78 %, натрий 22 %

−11,4

Т, Л

Химически активен

калий 77,3 %, натрий 22,7 %

−12,5

0,882

Т, Л, И

Химически активен

цезий 93 %, натрий 7 %

−28

1,765

Т, И

Химически активен

цезий 94,5 %, натрий 5,5 %

−30

1,778

Т, И

Химически активен

ртуть 97,2 %, натрий 2,8 %

−48,2

13,16

Т

Реагирует с водой.

ртуть 91,44 %, таллий 8,56 %

−61

13,45

Т

Наиболее легкоплавкая амальгама

натрий 12 %, калий 47 %, цезий 41 %

−78

1,28

Т, И

Реагирует с водой.

Советский сплав

Т— теплоноситель, П— припой, М— модельный литейный сплав, Ж— для датчиков пожарной сигнализации, Л— лабораторный, И— рабочее тело ионных ракетных двигателей