Баббиты

Баббиты обозначают буквой Б, справа от которой ставится цифра, показывающая процент олова или буква, характеризующая специальный элемент, входящий в сплав. Например, Б83, Б16, Б6 означает, что в эти баббиты входит соответственно 83, 16 и 6 % олова. БН означает, что в сплав вводится никель, БТ — теллур, т. е. обозначение, носит условный характер, не показы­вая полностью состав сплава.

Оловянные и свинцовые баббиты. Олово имеет в таблице элементов Менделеева порядковый номер 50: атомная масса 118, 70; плотность 7,3 г/см³; температура плавления 232°С; кристаллическая решетка олова при температурах выше 18 °С (т. е. Sn_β) тетрагональная. Параметры решетки: а = 0,582 нм; с = 0,317 нм. Механические свойства: твердость ≈ НВ 5; σ_В≈24,5 МПа; δ≈40 %; ψ≈100 %.

Свинец еще менее прочный и более мягкий и пластичный металл: σ_В = 18 МПа, твердость НВ 4; δ = 45 %; ψ = 100 %.

Для того чтобы на основе олова можно было получить антифрикционный сплав, надо ввести элементы, которые упрочнили бы само олово, так как оно слишком мягко и непрочно, и образовали бы твердые включения. Для этой цели к олову добавляют сурьму и медь. Из диаграммы состояния Sb—Sn видно, что Sb растворяется в Sn и дает α-твердый раствор, который имеет большую твердость и прочность, чем чистое олово, почти при той же пластичности.

При содержании более 7,5 % Sb в структуре образуется химическое соединение SbSn (фаза β′) с высокой твердостью. Таким образом, сурьма упрочняет основу оловянных антифрикционных сплавов и создает опорные включения высокой твердости в виде химических соединений.

Медь почти не растворяется в олове и, следовательно, практически не влияет на основу сплава, но образует кристаллы химического соединения, близкого по составу Cu₃Sn. Кроме того, медь препятствует ликвации легких кристалликов SbSn, чем обеспечивается равномерное распределение твердой составляющей по всему сплаву.

Pb, Bi, Zn, As — весьма вредные примеси, потому что они образуют с оловом легкоплавкие эвтектики. При наличии РЬ (даже 0,5 %) образуется тройная эвтектика (Sn—Pb—Sb), плавящаяся при 184°С; при наличии Bi образуется тройная эвтектика (Sb—Sn—Bi), плавящаяся при 135°С. Эти эвтектики понижают температуру, при которой можно использовать сплав.

Структура оловянного баббита Б83 (83 % Sn): темный фон — это α-раствор, крупные светлые кристаллы — это Cu₃Sn.

Так как олово дорогой и дефицитный элемент, оловянные баббиты применяют только в особо ответственных случаях.

Для подшипников более широкого применения в баббиты в значительных количествах вводят свинец и понижают содержание олова до 6—10% или совсем его не вводят. В таких сплавах (БН, БТ, Б16, Б6) основой служит свинец.

Для упрочнения свинца и создания твердых частиц кроме олова вводят также сурьму и медь.

Сурьма со свинцом образует эвтектику, твердость которой равна НВ 8 - 15, т.е. в 2 - 3 раза выше твердости свинца. Эта свинцово-сурьмянистая эвтектика и представляет собой основу свинцового баббита. Так как содержание сурьмы берется заэвтектическое, то в сплаве имеются первичные кристаллы сурьмы.

Олово растворяется в свинце и притом в значительных количествах (до 19,5%). Так как в свинцовых баббитах имеется и сурьма, то образуется тройной твердый раствор Sb (Pb, Sn) повышенной твердости и прочности.

Медь предотвращает ликвацию и образует, как уже указывалось, твердые включения Cu₃Sn.

Вводимые в некоторые баббиты никель (марка БН) и теллур (марка БТ) улучшают форму включений и измельчают структуру.

Свинцовые баббиты применяют в самых различных отраслях машиностроения: марки БН — для подшипников тракторных и автомобильных двигателей, паровых турбин, центробежных насосов и т. д.; БТ — для коренных и шатунных подшипников тракторных и автомобильных двигателей; Б16-для компрессоров, вакуум-насосов, локомобилей, подъемных машин, подшипников трамваев и т. д.; Б6 - для подшипников нефтяных двигателей, металлообрабатывающих станков, вентиляторов, насосов и т. д.

Нашли применение также баббиты, состоящие из одного свинца, в которые вводят незнание количество щелочноземельных элементов (марки БКА и БК2).

В этих баббитах мягкая основа образуется раствором натрия в свинце. Твердые включения образует Са, дающий соединение СаРb₃. В микроструктуре баббита видны: на темном фоне α-твердого раствора сложного состава видны дендриты химического соединения Са₃РЬ₃. Щелочноземельные баббиты более хрупки, чем оловянно-свинцовые, поэтому их применяют при меньших удельных давлениях, главным образом, в подшипниках железнодорожных вагонов.

Поиск по сайту: