Cynk jest pierwiastkiem ciężkim i niskotopliwym o

dobrej odporności korozyjnej. Jako powłoki

elektrolityczne lub ogniowe stosowany do

zabezpieczania stali przed korozją. Stopy cynku z

aluminium i innymi dodatkami głównie Cu i Mg,

tzw. znale stosowane są jako odlewnicze, głównie

na odlew ciśnieniowe korpusów, obudów i pokryw

różnych urządzeń w przemyśle precyzyjnym,

elektrotechnicznym i motoryzacyjnym. Przykładem

są elementy gaźników, maszyn do pisania i

liczników, a także łożyska ślizgowe i tuleje.

Znale o małym stężeniu Zn są obrabiane

plastycznie i stosuje się na elementy osprzętu

motoryzacyjnego i elektrotechnicznego oraz

elementów zamków błyskawicznych.

Cynk i jego stopy

Magnez należy do metali lekkich o temperaturze

topnienia 649

o

C i niskich własnościach

wytrzymałościowych.

Stopy magnezu wykazują małą gęstość i korzystne

własności mechaniczne, w tym R

m

= 300 – 350 MPa,

A

10

do 20 %. Stąd stopy te znalazły zastosowanie w

budowie samolotów, przemyśle motoryzacyjnym
oraz do wytwarzania aparatury automatyki.
Stosowane mogą byś w stanie lanym lub
obrobionym plastycznie na zimno i gorąco.
Głównymi dodatkami w stopach Mg są Al (3-11%)
lub Zn (do 5%) albo oba łącznie, zwane
elektronami.

Magnez i jego stopy

Cyna

Cyna występuje w dwóch odmianach alotropowych.

Temperatura przemiany wynosi 13.2

o

C, natomiast

temperatura topnienia - 232

o

C.Własności

mechaniczne cyny są bardzo niskie: R

m

=20 – 30

MPa, A

10

= 40 %, a twardość 5 – 6 HB. Cyny nie

można umacniać zgniotowo.

Cyna wykazuje dobrą odporność na korozję,

szczególnie zaś w środowisku kwasu octowego,

tlenu, acetylenu, amoniaku, środków spożywczych

oraz wody morskiej. Dlatego jest stosowana w

postaci folii do pakowania żywności oraz w postaci

powłok galwanicznych na blachach stalowych, a

także na przewodach elektrycznych w izolacji

gumowej.

Cyna i ołów oraz ich stopy

Ołów

Ołów posiada wysoką gęstość – 11, 3 g/cm

3

, bardo

niskie własności wytrzymałościowe – R

m

= ok. 20

MPa, a twardość ok.. 3 HB, za to bardzo duże

własności plastyczne- wydłużenie A

10

= ok. 70 %

oraz przewężenie z = ok. 100 %. Cechuje się

ponadto dobrą odpornością na korozję w

środowisku kwasu siarkowego, rozcieńczonego

kwasu solnego oraz rozcieńczonych alkaliów, np.

KOH, NaOH. Stosowany jest na płyty

akumulatorowe, osłony kabli oraz w rentgenografii

i radiografii – na osłony przeciwradiacyjne.

Cyna i ołów oraz ich stopy

W celu poprawienia twardości i odporności na

ścieranie do ołowiu dodaje się 1 – 10 % Sb, a
także niewielką ilość Sn, As, Cd lub Te.
Twardość takich stopów, zwanych ołowiami
twardymi, wzrasta do ok. 17 HB.
Zastosowanie podobne do ołowiu.

Cyna i ołów oraz ich stopy

Stopy cyny i ołowiu

Stopy Sn z niewielkim dodatkiem Sb (ok. 2.5

%) są przerabiane plastycznie i stosuje się do
wytwarzania folii na otuliny i do 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.

Cyna i ołów oraz ich stopy

Do najpowszechniej stosowanych stopów cyny i

ołowiu należą stopy łożyskowe, stosowane do

wylewania panewek łożysk ślizgowych w

samochodach, wagonach i różnych maszynach. W

stopach tych występuje miękka i plastyczna osnowa

z cząstkami nośnymi twardych faz. Panewka wylana

takim materiałem dobrze współpracuje z czopem –

czop opiera się na twardych wystających fazach, a

znajdujący się w wolnych przestrzeniach środek

smarny zapewnia dobre smarowanie

przeciwdziałające zacieraniu się. Najkorzystniejsze

cechy wykazują stopy na osnowie Sn, zawierające 7

– 13 %Sb, 3 – 7 %Cu i do 1.2 %Cd, zwane babbitami

cynowymi. Oszczędniejszymi są stopy na osnowie

ołowiu z dodatkiem Sb, a także Sn, Cu i do 1.2 %As,

zwane babbitami ołowiowymi.

Cyna i ołów oraz ich stopy

Cyna i ołów oraz ich stopy

Stopy Pb zawierające 12 – 26 %Sb i ok. 5 –

7%Sn lub bezcynowe są stosowane w poligrafii
na czcionki lub do odlewania składu metodami
linotypową, monotypową lub stereotypową.

Wieloskładnikowe stopy Pb, Sn lun Bi,

zawierające zwykle dodatki Cd, Sb i Cu, mają
niską temperaturę topnienia (70 – 400

o

C) i są

stosowane na czujniki i automaty
przeciwpożarowe, na odlewy precyzyjne,
oprawy strzykawek i sprzęt medyczny, panewki
łożysk oraz w przemyśle elektrotechnicznym.

Cyna i ołów oraz ich stopy

Ze stopów cynowo-ołowiowych z dodatkiem

Sb wytwarzane są miękkie spoiwa
lutownicze stosowane do łączenia elementów
z różnych metali i stopów. Ich temperatura
topnienia mieści się w zakresie 180 – 300

o

C, a

uzyskiwane złącza cechują się wytrzymałością
na rozciąganie R

m

rzędu 50 – 70 MPa.

Nikiel i jego stopy

Nikiel i jego stopy

Nikiel

W zależności od metody wytwarzania można

wyróżnić nikiel elektrolityczny, karbonylkowy,

hutniczy i rafinowany ogniowo.Jest metalem

podatnym do obróbki plastycznej zarówno na

zimno, jak i na gorąco. W stanie zmiękczonym

uzyskuje R

m

=450 MPa i A

5

=45 %, a w stanie

odkształconym na zimno z 50 % stopniem zgniotu

- R

m

=750 MPa i A

5

=3 %. Wysokie własności

utrzymuje do ok. 500

o

C. Własności Ni pogarszają

zanieczyszczenia, głownie C, O i S.

Nikiel i jego stopy

Nikiel jest odporny na korozję atmosferyczną oraz

w środowisku wody morskiej, wód mineralnych i

kwasów organicznych, nie wykazuje natomiast

odporności na działanie kwasów azotowego i

fosforowego oraz związków siarki.

Czysty nikiel stosuje się w elektronice i

elektrotechnice, galwanotechnice, na elementy

aparatury badawczej i chemicznej oraz jako

katalizator w wielu procesach chemicznych.

Nikiel jest cennym dodatkiem stopowym stali,

miedzioniklów oraz głównym składnikiem wielu

stopów.

Stopy niklu

Ze względu na zastosowanie stopy niklu można

podzielić na konstrukcyjne, o szczególnych
własnościach fizycznych, odporne na korozję i
żarowytrzymałe.

Najczęściej stosowanymi stopami

konstrukcyjnymi niklu są monele, zawierające
ok. 30 %Cu, 2.5 % Mn, 1.5 %Fe. Ze względu na
dużą odporność korozyjną monele są stosowane
na zbiorniki oraz elementy aparatury chemicznej i
maszyn pracujących w ośrodkach korozyjnych.

Nikiel i jego stopy

Do podstawowych stopów oporowych niklu

należą chromel (dodatek ok.10 %Cr), alumel
(dodatki do 2.5 %Al, 2 %Mn i 2 %Si) i nichrom
(zawierają ok. 15 – 20 %Cr). Chromel i alumel
są stosowane na termoelementy, natomiast
nichromy używane są na elementy oporowe
grzejne i oporniki oraz elementy pracujące w
temperaturze do 1200

o

C. Stopy typu kanthal

(20 – 35 %Cr, 4 – 7 %Al, a także do 3 %Co i do
0.2 %C stosowane są na elementy grzejne w
zakresie do 1300

o

C.

Nikiel i jego stopy

Spośród stopów niklu o szczególnych

własnościach fizycznych są stopy typu inwar

zawierające 36 – 52 %Ni , resztę stanowi żelazo

oraz typu kowar lub fernico, w których

dodatkowo występuje 15 –20 %Co, cechujące się

niemal stałym współczynnikiem rozszerzalności

liniowej w zakresie od – 80

o

C do 300

o

C.

Stopy niklu z dodatkiem ok. 20 –22 %Fe, zwane

permalloyami, z uwagi na wysoką przenikalność

magnetyczną stosowane są w przyrządach

pracujących w stałych polach magnetycznych,

głównie w radiotechnice i telekomunikacji.

Nikiel i jego stopy

W grupie stopów niklu odpornych na korozję

są stopy typu hastelloy zawierające do 20
%Fe i do 25 %Mo, częściowo zastępowanego
przez Cr. Mogą być stosowane do budowy
aparatury chemicznej pracującej we wrzących
lub gorących kwasach siarkowym i solnym, a
także na elementy turbin gazowych.

Nikiel i jego stopy

Żarowytrzymałe stopy niklu zawierają dodatki

do 20 %Cr lub do 20 %Mo i do 10 %Fe, a
ponadto w stężeniu 5 - 10 % dodatki Al lub Cu
czy Co. Są to stopy o nazwie nimonic i
inconel. Żarowytrzymałe stopy niklu są
stosowane na łopatki wirników oraz dysze
turbin gazowych, silników rakietowych i
odrzutowych oraz elementy aparatury
chemicznej, pracujące w wysokiej
temperaturze i w warunkach korozji gazowej.

Nikiel i jego stopy

Tytan i jego stopy

Tytan
Tytan posiada dwie odmiany alotropowe o

temperaturze przemiany wynoszącej 882.5

o

C. Temperatura topnienia wynosi 1668

o

C,

a gęstość ok. 4.5 g/cm^3. Cechuje się
bardzo małą przewodnością cieplną ok. 3 –
4 razy mniejszą od Fe. Metaliczny tytan jest
drogi, gdyż jego wytwarzanie związane jest
z dużym zużyciem energii i surowców.

Tytan i jego stopy

Tytan jest podstawowym składnikiem wielu

opracowanych i stosowanych w przemyśle stopów

zawierających od jednego do kilku pierwiastków

stopowych takich jak Al, Mo,V, Cr, Si, Zr, Cu, Sn i Fe.

Stopy tytanu charakteryzują się kombinacją

własności wyróżniających je spośród innych

materiałów – wysoką wytrzymałością względną i

żarowytrzymałością w połączeniu z dobrą

odpornością na korozję. Stosowane są w przemyśle

środków transportu, głównie lotniczym i okrętowym,

chemicznym na elementy aparatury chemicznej,

spożywczym, elektrotechnicznym, elektronicznym,

celulozowo-papierniczym, sprzętu medycznego i

sportowego, a także w geologii i medycynie.