Cyna i ołów oraz ich stopy. Cyna występuje w dwóch odmianach alotropowych. Odmiana α (szara) o sieci regularnej występuje poniżej temperatury 13,2°C. Odmiana β (biała) o sieci tetragonalnej jest trwała powyżej tej temperatury. Ochłodzenie cyny do ok. –20°C, powoduje nieodwracalną przemianę β→α, związaną ze znacznym zwiększeniem objętości i naprężeń własnych, a w konsekwencji z rozpadem cyny na szary proszek. Dodatki co najmniej 0,5% Pb zapobiega temu zjawisku.
Temperatura topnienia cyny wynosi 232°C, a wrzenia 2270°C. Gęstość Sn wynosi 7,29g/cm3. Własności mechaniczne cyny są bardzo niskie: Rm = 20 ÷ 30MPa , A10 = 40%, a twardość 5 ÷ 6 HB. Cyny nie można umacniać zgniotowo , gdyż temperatura rekrystalizacji jest poniżej 0°C.
Cyna wykazuje dobrą odporność na korozję, szczególnie zaś w środowisku kwasu octowego, tlenu, acetylenu, amoniaku, środków spożywczych oraz wody morskiej. Przez galwaniczne nanoszenie powłok cynowaniu poddaje się blachy stalowe, a także przewody elektryczne w izolacji gumowej.
Ołów nie wykazujący odmian alotropowych, krystalizuje w sieci typu A1. Jego gęstość wynosi 11,3g/cm3. Właściwości wytrzymałościowe są podobnie jak cyny bardzo niskie: Rm = 20MPa, a twardość ok. 3HB. Za to Pb ma bardzo duże własności plastyczne, w tym wydłużenie A ok. 70% oraz przewężenie Z ok. 100%. Wykazuje dużą podatność na pełzanie nawet w temperaturze pokojowej. Cechuje się ponadto dobrą odpornością na korozję w środowisku kwasu siarkowego, rozcieńczonego kwasu solnego oraz rozcieńczonych wodorotlenków. Ołów jest stosowany na płyty akumulatorowe, osłony kabli oraz w rentgenologii i radiologii na osłony przeciwradiacyjne.
Stopy cyny do obróbki plastycznej i odlewnicze.
Stopy cyny z niewielkim dodatkiem antymonu (ok. 2,5%) są przeznaczone do obróbki plastycznej. Stosuje się je do wytwarzania folii na otuliny i platerowania folii ołowianej. Stopy zawierające 12–15% Sb i ok. 5% Cu, a także do 10% Pb są stosowane na odlewy ciśnieniowe i części aparatury pomiarowej.
Stopy łożyskowe cyny i ołowiu.
Do najpowszechniejszych stosowanych stopów cyny i ołowiu należą stopy łożyskowe, stosowane do wylewania panewek łożysk ślizgowych w samochodach, wagonach i różnych maszynach. Stopy te mają miękką i plastyczną osnowę z cząstkami nośnymi z twardych faz międzymetalicznych zapewniającymi dużą odporność na ścieranie.
Najkorzystniejsze właściwości wykazują stopy na osnowie cyny, zawierające 7 ÷ 13% Sb i 2,5 ÷ 6,5 Cu, zwane babbitami cynowymi. Ich osnowę stanowi roztwór stały bogaty w cynę o niskiej twardości, z wydzieleniami faz twardych Sn Sb w kształcie sześcianów oraz Cu6Sn5 w kształcie igieł. Babbity cynowe mogą przenosić naciski powierzchniowe ok. 1kN/cm2 przy prędkości obwodowej ok. 5m/s.
Ze względu na oszczędności Sn przy naciskach większych niż 1kN/cm2 i prędkości obwodowej mniejszej od 1,5m/s są stosowane babbity ołowiowe z dodatkiem Sn, a także Sb i Cu. Stopy te zawierają od 5 ÷ 17% Sn, 5,5 ÷ 17% Sb, do 2% Cu, do 1% As i resztę ołów. Babbity ołowiowe cechują się wysoką wytrzymałością i dobrą odpornością na korozję. Są stosowane do wylewania panewek samochodowych, pomp i sprężarek.
Stopy drukarskie.
Stopy ołowiu zawierające 12 ÷ 26% Sb i ok. 1 ÷ 7% Sn ,resztę stanowi Pb i twardości 16-32 HB są stosowane w poligrafii na czcionki lub do odlewania składu .metodą linomonotypową , monotypową i stereotypową.
Stopy niskotopliwe.
Wieloskładnikowe stopy Pb, Sn lub Bi, zawierające zwykle ponadto dodatki Cd, Sb lub Cu, maja niską temperaturę topnienia: 70 ÷ 400°C. Są stosowne na czujniki i automaty przeciwpożarowe, na odlewy precyzyjne, sprzęt medyczny, panewki łożysk oraz w przemyśle elektrotechnicznym.
Spoiwa cynowo – ołowiowe.
Spoiwa (lutowia) cynowo – ołowiowe są stopami ołowiu z cyną i antymonem, stosowanym do łączenia elementów z różnych metali i stopów. Spoiwa te zapewniają dobre zwilżanie po-wierzchni oraz mają wąski zakres temperatur topnienia.
Spoiwa cynowo – ołowiowe należą do lutowi miękkich, ich temperatura topnienia mieści się w zakresie od 180°C do 300°C. Wytrzymałość uzyskiwanych złączy na rozciąganie Rm wynosi ok. 50 ÷ 70MPa, a wytrzymałość na ścinanie Rt maksymalnie osiąga ok. 22MPa.
Stop Wooda - stop niskotopliwy (topi się już w temperaturze 66-72°C), srebrnobiały, drobnoziarnisty, składający się z bizmutu, kadmu, ołowiu i cyny. Stop ten został wynaleziony przez Roberta W. Wooda (1868-1955).Stop ten jest stosowany:
· w jubilerstwie do lutowania,
· w bezpiecznikach przeciwpożarowych jako element topnikowy, którego stopienie przerywa obwód elektryczny i uruchamia alarm,
· jako materiał do osłon przed promieniowaniem rentgenowskim (np. w radioterapii do wykonywania indywidualnych osłon dla ludzi),
· jako wypełnienie łaźni laboratoryjnych do wysokich temperatur.Wg Tablic Chemicznych Mizerskiego, najniższą temperaturę topnienia (65,5 °C) posiada stop zawierający dokładnie:
· Bi 50,1%
· Pb 24,9%
· Sn 14,6%
· Cd 10,4%
Stop o dokładnie takim składzie ma gęstość d = 9,7 g/cm3
Virus7