Alliage d'étain et de plomb : propriétés et nom

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27

Il est préférable de commencer la description de ce sujet par l'étain et le plomb séparément. Le plomb, l'étain et les alliages de ce matériau possèdent certaines propriétés dues à leur état initial.

Description générale de l'étain

Il est important de noter ici que deux types de cette matière première sont distingués. Le premier type est appelé étain blanc, et c'est la modification β de cette substance. Le deuxième type est la modification α, mieux connue sous le nom de gris étain. Lors du passage d'une modification à une autre, à savoir du blanc au gris, une forte modification du volume de la substance se produit, car un processus tel que la dispersion du métal en poudre se produit. Cette propriété est appelée peste d'étain. Il est également important de noter ici que l'une des propriétés les plus négatives de l'étain est sa tendance à givrer. En d'autres termes, à des températures de -20 à +30 degrés Celsius, une transition spontanée d'un état à un autre peut commencer. De plus, la transition se poursuivra même si la température augmente, mais après le début du processus. Pour cette raison, les matières premières doivent être stockées dans des endroits où les températures sont plutôt élevées.

Propriétés de l'étain et du plomb

Il vaut la peine de dire que l'étain,le plomb et les alliages de ces matériaux ont très peu de propriétés en commun. Par exemple, plus l'étain est pur, plus il y a de chances qu'il soit affecté par la peste. Le plomb, à son tour, ne subit aucune transformation allotropique.

Cependant, il convient également de noter que des substances supplémentaires sont utilisées pour ralentir ce type de transformation dans l'étain. Mieux encore, des matériaux tels que le bismuth et l'antimoine se sont révélés. L'ajout de ces substances dans un volume de 0,5% réduira le taux de transformation allotropique à presque 0, ce qui signifie que l'étain blanc peut être considéré comme complètement stable. On peut également noter ici que dans une moindre mesure, mais tout de même, un alliage d'étain et de plomb est utilisé dans le même but.

Si nous parlons des propriétés du plomb, alors il a un point de fusion plus élevé - 327 degrés Celsius que l'étain - 232 degrés. La densité du plomb à température ambiante est de 11,34 g/cm3.

Caractéristiques de l'étain et du plomb

Il convient de commencer par le fait que la recristallisation de l'étain, du plomb et des alliages écrouis se produit à une température considérée comme inférieure à la température ambiante. Pour cette raison, leur traitement est chaud.

L'indicateur général était la résistance à la corrosion dans des conditions atmosphériques. Cependant, une légère différence réside dans la résistance à la corrosion sous l'influence de substances mineures. Par exemple, le plomb se manifeste mieux lorsqu'il interagit avec des compositions concentrées de certains acides - sulfurique, phosphorique, etc. L'étain, à son tour, résiste mieux aux solutions deacides alimentaires. La portée de ces substances séparément est également différente. L'étain est largement utilisé pour étamer l'étain, tandis que le plomb s'est retrouvé dans le revêtement des équipements d'acide sulfurique.

Systèmes alliage

Ici, il est important de commencer par le fait qu'un alliage d'étain et de plomb est un matériau encore plus fusible que séparément. De tels mélanges sont le plus largement utilisés comme soudures, pour la fabrication de polices typographiques, pour la coulée de fusibles, etc. Un système tel que "étain - plomb" appartient au groupe du type eutectique. Une propriété importante de tous les matériaux appartenant à cette catégorie est que leur température de fusion est de l'ordre de 120 à 190 degrés Celsius. De plus, il existe des groupes d'eutectiques ternaires. Un exemple est le système d'alliage étain-plomb-zinc. La température de fusion de ces matériaux chute encore plus bas et sa limite est de 92 à 96 degrés Celsius. Si vous ajoutez un quatrième composant à l'alliage, la température de fusion chutera à 70 degrés. Si nous parlons de l'utilisation d'un alliage d'étain avec du plomb comme soudure, le plus souvent jusqu'à 2% d'une substance telle que l'antimoine est introduite dans leur composition. Ceci est fait afin d'améliorer l'écoulement de la soudure. Il est à noter ici que la température de fusion peut être contrôlée par le rapport « étain/plomb ». La matière première la plus fusible fond à 190 degrés.

Babbits

Avec le nom de l'alliage d'étain et de plomb, j'ai déjà compris - c'est un eutectique. Ce groupe de substances avec une telle composition est le plus largement utilisé dans la production d'alliages pour roulements, appelés "babbits". Ce matériau est utilisé comme remplissage pour les coussinets. La chose la plus importante ici est de choisir le bon matériau afin qu'il puisse facilement pénétrer dans l'arbre. À première vue, il semble que la masse d'alliages d'étain et de plomb avec diverses soudures soit une excellente issue. Cependant, en réalité, ce n'est pas tout à fait vrai. De tels matériaux se sont avérés trop mous et le coefficient de frottement entre l'arbre et un tel insert était élevé. En d'autres termes, pendant le fonctionnement, ils ont trop chauffé, à cause de cela, les métaux à bas point de fusion ont commencé à "coller" à l'arbre. Pour éviter cette lacune, une petite quantité de plus de solides a commencé à être ajoutée. De cette façon, on a obtenu un matériau à la fois souple et dur.

Composition de la matière

Afin d'obtenir une substance qui a exactement les caractéristiques opposées, les substances suivantes ont été utilisées. La chose la plus importante est qu'ils se trouvent immédiatement dans la région à deux phases α + β. Les cristaux de la phase β sont enrichis en soudure telle que l'antimoine. Ils agissent comme des substances fragiles solides. Les cristaux de phase α, à leur tour, sont une base molle et plastique. Afin d'éviter des inconvénients tels que la fusion de cristaux solides et leur ascension, un autre composant est ajouté au mélange - le cuivre. AlorsAinsi, à partir d'un morceau d'un alliage de plomb et d'étain avec l'ajout de quelques autres substances, il est possible de créer un matériau de roulement en régule qui combine deux qualités opposées - la dureté et la douceur. Babbit B83 est devenu le produit classique et le plus courant de cette marque. La composition de cet alliage est la suivante: 83 % Sn; 11% Sb; 6 % Cu.

Alternative

Il faut dire que du point de vue économique, les babbits à base d'étain sont très désavantageux, car ce matériau coûte assez cher. De plus, l'étain lui-même est considéré comme une substance rare. Pour ces deux raisons, des roulements alternatifs ont été développés à base de plomb, d'antimoine et de cuivre. Dans cette composition, les cristaux d'antimoine agissent comme une base solide. La base souple est un alliage direct de plomb et d'antimoine. Le cuivre est utilisé ici de la même manière que le plomb dans la composition précédente, c'est-à-dire pour empêcher les cristaux de base solides de flotter.

Cependant, il convient de mentionner ici les lacunes. L'eutectique plomb/antimoine n'est pas aussi ductile que la phase étain. Par conséquent, les pièces ainsi fabriquées souffrent d'une usure rapide. Pour pallier cet inconvénient, il faut tout de même ajouter une certaine quantité d'étain. L'utilisation d'eutectiques ternaires zinc-étain-plomb n'est pas très courante.