wewnętrzne zbiorników; pojemniki na kwasy: azotowy, solny, bromowy i siarkowy
oraz inne chemikalia.

Dysze do wyciskania wykonane z tantalu umożliwiają wytwarzanie włókien

z różnych materiałów. Ze względu na wysoką temperaturę topnienia, tantal jest sto-
sowany na elementy grzewcze, osłony termiczne i inne elementy próżniowych pie-
ców do obróbki cieplnej. Tantal znajduje także specjalne zastosowania kosmiczne
i nuklearne. Jest również stosowany na protezy pozostające w kontakcie z płynami
fizjologicznymi w organizmie (porównaj rozdz. 8.6) jak również jest składnikiem
stopowym nadstopów żarowytrzymałych. Węgliki tantalu są ważnym składnikiem
węglików spiekanych (porównaj rozdz. 8.2.6) stosowanych na ostrza narzędzi skra-
wających. Nowym i ważnym militarnym zastosowaniem tantalu jest wykorzystanie
go jako penetratora pancerzy. Stopy tantalu z pierwiastkami grupy IV B, tj. Ti, Zr
i Hf, oraz grupy VI B, tj. Mo i W, w kombinacji z pierwiastkami międzywęzłowy-
mi C, H, N i O, zapewniają bardzo dużą odporność powierzchni na ścieranie i ko-
rozję. Pierwiastki te powodują zwiększenie wytrzymałości na rozciąganie i granicy
plastyczności przy równoczesnym obniżeniu ciągliwości. Zwiększenie kruchości
następuje jeżeli kontaminacja osiągnie wystarczająco wysoki poziom, przy czym
dopuszczalne zanieczyszczenie tantalu o wysokiej czystości (min. 99,90% Ta) wy-
nosi: 0,05% Nb, 0,03% W, 0,01÷0,02% O, 0,01% Fe, 0,01% Mo, 0,005÷0,0075% C,
0,005% Ni, 0,005% Si, 0,005% Ti oraz 0,001% H.

Stopy tantalu nadają się do pracy w bardzo wysokiej temperaturze, wyższej od

1500°C, mają jednak mniejszą żarowytrzymałość niż stopy niobu i molibdenu. Od-
nosi się to szczególnie do wytrzymałości krótkotrwałej na pełzanie.

Ograniczenia w zastosowaniu stopów tantalu wiążą się z jego wysoką ceną oraz

mniejszymi światowymi zasobami niż niobu, molibdenu lub wolframu. Zaletą sto-
pów tantalu jest natomiast, w odróżnieniu od stopów niobu i molibdenu, ich łatwa
przeróbka w temperaturze pokojowej i dobra spawalność. Stopy tantalu znalazły
zastosowanie np. w systemach przetwarzania energii dla kosmonautyki oraz wyka-
zują szczególnie wysoką odporność korozyjną na działanie agresywnego środowi-
ska chemicznego. Wolfram i molibden w stopach tantalu służą do umocnienia roz-
tworu stałego, hafn dodawany jest w celu związania zanieczyszczeń węgla, azotu,
tlenu, a przy celowo podniesionym stężeniu węgla i azotu – do utwardzania wydzie-
leniowego stopu. Ze względu na zapewnienie wystarczająco wysokiej ciągliwości
w temperaturze pokojowej, sumaryczny udział dodatków stopowych w stopach tan-
talu nie może jednak przekroczyć atomowo ok. 10%.

7. Metale nieżelazne i ich stopy

784

Tablica 7.57

Główne obszary zastosowań tantalu (według danych Tantalum Producers Association)

Obszar zastosowań

Udział masowy, %

Elektronika

65,7

Technika kosmiczna i lotnicza

8,2

Węgliki spiekane

5,9

Przemysł chemiczny

2,7

Inne

17,5

7 roz 8-11-02 18:29 Page 784

MOLIBDEN I JEGO STOPY

Gęstość Mo wynosi 10,2 g/cm

3

. Jego temperatura topnienia osiąga 2625°C,

a wrzenia – ok. 4800°C. Nie wykazując odmian alotropowych, krystalizuje w sieci
regularnej przestrzennie centrowanej A2 o parametrze sieci 0,31468 nm. Masa ato-
mowa molibdenu wynosi 95,941. Wytrzymałość na rozciąganie wynosi ok. 2500
MPa. Jak się sądzi, temperatura progu kruchości Mo mieści się w przedziale od
–50 do +40°C, chociaż zwiększenie stężenia domieszek i zanieczyszczeń powodu-
je przesunięcie tej temperatury do większych wartości. Molibden jest więc kruchy
na zimno i dlatego może być obrabiany plastycznie jedynie na gorąco.

Molibden jest odporny na korozję atmosferyczną oraz w środowiskach ciekłych

soli metali alkalicznych i kwasów organicznych. W podwyższonej temperaturze Mo
silnie się utlenia, a jego tlenki sublimują w zakresie temperatury 680÷700°C. Ele-
menty wykonane z molibdenu wymagają zatem zabezpieczenia powłokami ochron-
nymi, np. przez platerowanie stopem Cr–Al–Si. Natomiast niezabezpieczony Mo
może być nagrzewany w atmosferze azotu, wodoru, argonu, helu lub w próżni.

Molibden znalazł zastosowanie w mechanice precyzyjnej, elektronice, w budo-

wie aparatury chemicznej, a także na elementy grzejne i odbłyśniki w piecach próż-
niowych do obróbki cieplnej lub spiekania proszków metali.

Znaczenie praktyczne zyskały również stopy molibdenu, stosowane głównie

w elektronice, tele- i radiotechnice, w inżynierii chemicznej, a także w budowie re-
aktorów atomowych, rakiet oraz samolotów odrzutowych.

Stopy Mo zawierające do ok. 60% Re mogą być obrabiane plastycznie na zim-

no, gdyż ren powoduje obniżenie temperatury progu kruchości do ok. –150°C.
Częściej są stosowane podwójne stopy Mo, zawierające dodatki – do ok. 0,5% Ti,
Zr, Nb lub Hf, znacznie podwyższające własności wytrzymałościowe roztworu sta-
łego, który tworzą z Mo bez obniżania jego plastyczności. Stopy wieloskładnikowe
Mo z Ti i Zr oraz ok. 0,3% C są umacniane w wyniku utwardzania wydzieleniowe-
go przez węgliki Mo, Ti i Zr, co sprzyja również znacznemu zwiększeniu żarowy-
trzymałości tych stopów.

WOLFRAM I JEGO STOPY

Wolfram ma gęstość 19,254 g/cm

3

, krystalizuje w sieci regularnej przestrzennie

centrowanej typu A2 o parametrze sieci 0,31652 nm. Masa atomowa wolframu wy-
nosi 183,841. Jego temperatura topnienia wynosi 3410°C, a wrzenia – ok. 5700°C.
W temperaturze pokojowej wolfram w stanie zgniecionym ma wprawdzie dużą wy-
trzymałość na rozciąganie – ok. 4200 MPa, lecz bardzo niskie własności plastycz-
ne, gdyż temperatura jego progu kruchości wynosi ponad 300°C. Wolfram ma wy-
soką temperaturę rekrystalizacji, dzięki czemu jego czasowa wytrzymałość na peł-
zanie jest duża – do temperatury ok. 1000°C. Wykazuje jednak dużą skłonność do
utleniania, czemu można przeciwdziałać stosując powłoki dyfuzyjne z Al lub Si.

Wolfram jest wytwarzany metodami metalurgii proszków, a jego obróbka pla-

styczna polega na ciągnieniu lub walcowaniu na gorąco.

Stopy W z ok. 30% Re o wysokich własnościach wytrzymałościowych i wyższych

od wolframu własnościach plastycznych, ze względu na wysokie koszty, są stosowa-
ne rzadko, głównie na przewody wysokotemperaturowych termopar, na niektóre

7.3. Inne metale nieżelazne i ich stopy

785

7 roz 8-11-02 18:29 Page 785

elementy w elektronice oraz do wytwarzania styczników. Wysokie własności wytrzy-
małościowe oraz zadowalającą plastyczność wykazują również stopy W z Mo, Zr
lub Nb, stosowane w przemyśle lotniczym oraz elektro-, radio- i teletechnice.

7.3.7. Cynk i jego stopy

WŁASNOŚCI CYNKU

Cynk jest metalem ciężkim, o gęstości 7,133 g/cm

3

, krystalizującym w sieci A3

o parametrach a = 0,26649 nm i c = 0,49468 nm. Masa atomowa cynku wynosi
65,392. Temperatura topnienia Zn wynosi 419,5°C, a wrzenia – 906°C. W tempe-
raturze 150÷200°C cynk charakteryzuje się dobrą podatnością na odkształcenie
plastyczne. Jego dobra odporność na korozję sprawia, że jest stosowany do zabez-
pieczania stali przed korozją.

Gatunki cynku (od Z1 do Z5) są objęte normą PN-EN 1179:1998. W zależno-

ści od sposobu wytwarzania (rektyfikowany, elektrolityczny, rafinowany, hutniczy
lub wtórny) cynk w różnym stopniu jest zanieczyszczony domieszkami, do których
należą Pb, Cd, Fe, Cu, As, Sb i głównie Sn, sprzyjająca pęknięciom na gorąco
w czasie obróbki plastycznej oraz korozji międzykrystalicznej. Wytrzymałość na
rozciąganie Zn wynosi ok. 100÷140 MPa przy twardości ok. 35 HB, a wydłużenie
A

11,3

= 55%.

Cynk i jego stopy są stosowane w formie powłok, odlewów, blach, drutów cią-

gnionych, odkuwek i wyciskanych kształtowników. Duże znaczenie odgrywa cynk
w zastosowaniu w stopach miedzi (mosiądzach, porównaj rozdz. 7.2.3) i jako ano-
da ochronna w środowisku wody morskiej. Powłoki ochronne z cynku, o najwięk-
szym znaczeniu wśród wszystkich stopów na świecie, są stosowane do ochrony an-
tykorozyjnej stali i stopów żelaza i są nanoszone jedną z następujących metod:

ogniowo w kąpieli metalowej,
metodami elektrochemicznymi jako powłoki galwaniczne elektrolityczne,
metodami metalizacji natryskowej przez rozpylanie ciekłego metalu,
przez nanoszenie proszku cynku metodami chemicznymi lub mechanicznymi
przez tzw. mechaniczne galwanizowanie.
Cynk jest także stosowany na płyty poligraficzne oraz do produkcji ogniw i ba-

terii elektrycznych. Blachy i taśmy z cynku z niewielkim dodatkiem Cu i Ti (PN-
EN 988:1998) są stosowane w budownictwie.

STOPY CYNKU

Techniczne zastosowanie znalazły stopy Zn z Al o stężeniu 3÷30%, zwane zna-

lami

. Znale wieloskładnikowe zawierają ponadto do 5% Cu i 0,06% Mg. Znale wy-

kazują strukturę mieszaniny eutektoidalnej roztworów

β

(Al w Zn) oraz

α

(Zn

w Al) – rysunek 7.41. Przemiana eutektoidalna wywołuje skurcz stopu. Zmiany wy-
miarowe powoduje również starzenie stopu w temperaturze pokojowej, przebiega-
jące nawet przez kilka lat. Tym niekorzystnym przemianom przeciwdziała dodatek
do ok. 0,1% Mg, polepszający odporność znali na korozję międzykrystaliczną.

7. Metale nieżelazne i ich stopy

786

7 roz 8-11-02 18:29 Page 786

Wieloskładnikowe znale z Cu ulegają starzeniu, które nie powodując istotnego

zwiększenia własności wytrzymałościowych, wywołuje zmiany wymiarowe i pogor-
szenie odporności na korozję. Z tego względu stopy te są starzone w temperaturze
ok. 95°C.

Stopy o dużym stężeniu Al są stosowane jako odlewnicze, głównie na odlewy ci-

śnieniowe korpusów, obudów i pokryw różnych urządzeń w przemyśle precyzyj-
nym, elektrotechnicznym i motoryzacyjnym. Wykonuje się z nich np. elementy
gaźników, maszyn do pisania i liczników, a także łożyska ślizgowe oraz tuleje.

Znale o małym stężeniu Al są obrabiane plastycznie na gorąco

w 200÷300°C w przypadku stopów dwuskładnikowych oraz poniżej 240°C lub po-
wyżej 300°C – w przypadku stopów wieloskładnikowych. Stosuje się je na elemen-
ty osprzętu motoryzacyjnego i elektrotechnicznego oraz elementy zamków błyska-
wicznych. W stanie obrobionym plastycznie własności znali są zbliżone do własno-
ści mosiądzów i dlatego często je zastępują.

Orientacyjny skład chemiczny i własności odlewniczych stopów cynku podano

w tablicy 7.58 (według PN-EN 12844:2001). Krajowe stopy cynku do obróbki pla-
stycznej ujęto w dotychczasowej normie PN-80/H-87101.

W tablicy 7.59 zestawiono typowe zastosowania cynku i stopów cynku obrabia-

nych plastycznie.

7.3. Inne metale nieżelazne i ich stopy

787

Rysunek 7.41

Wykres równowagi Zn–Al (według L.A. Willeya)

7 roz 8-11-02 18:29 Page 787

7.3.8. Cyna i ołów oraz ich stopy

WŁASNOŚCI CYNY

Cyna występuje w dwóch odmianach alotropowych. Odmiana

α

(szara) o sieci

regularnej występuje poniżej temperatury 13,2°C. Odmiana

β

(biała) o sieci tetra-

gonalnej ściennie centrowanej jest trwała powyżej tej temperatury. Ochłodzenie cy-
ny poniżej 13,2°C, a w praktyce poniżej ok. –20°C, powoduje nieodwracalną prze-
mianę

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
lub Sb przeciwdziałają temu zjawisku.

7. Metale nieżelazne i ich stopy

788

Tablica 7.58

Orientacyjny skład chemiczny i własności odlewniczych stopów cynku

Znak
stopu

Średnie stężenie pierwiastków, %

Własności mechaniczne

1)

Al

Cu

Mg

inne

R

m

, MPa

R

p0,2

, MPa

A

50mm

, %

ZP16

0,03

1,2

0,01

Cr: 0,15, Ti: 0,2

220

–

–

ZP3

4

0,08

0,04

–

280

200

10

ZP5

4

1

0,04

–

330

250

5

ZP2

4

3

0,04

–

355

270

5

ZP6

5,7

1,4

0,003

–

–

–

–

ZP8

8,4

1

0,02

–

370

220

8

ZP12

11

0,8

0,02

–

400

300

5

ZP27

26,5

2,3

0,015

–

425

370

2,5

1)

Wartości średnie dla odlewów ciśnieniowych; stop ZP6 nie jest odlewany tą metodą.

Tablica 7.59

Typowe zastosowania cynku i stopów cynku obrabianych plastycznie
(według International Lead–Zinc Research Organisation)

Grupa stopów

Zastosowanie

Czysty cynk

oprzyrządowanie do głębokiego tłoczenia, roztłaczany metal

Stopy
Zn-Cu

materiały na konstrukcje budowlane, oprzyrządowanie
do głębokiego tłoczenia, stopy monetarne

Stopy
Zn-Cu-Ti

pokrycia dachów, rynny i rury spustowe, materiały na konstrukcje
budowlane, oprzyrządowanie do głębokiego tłoczenia,
kolektory słoneczne, płytki adresowe

Stopy
Zn-Pb-Cd-Fe

materiały na konstrukcje budowlane, pojemniki suchych baterii, oprzyrzą-
dowanie do głębokiego tłoczenia, płytki adresowe, odczynniki elektrolityczne

Nadplastyczne
stopy Zn-Al

elementy kształtowe, jak obudowy maszyn do pisania,
panele komputerowe, obudowy

7 roz 8-11-02 18:29 Page 788

Masa atomowa cyny wynosi 118,717. Temperatura topnienia cyny wynosi

232°C, a wrzenia 2270°C. Gęstość fazy Sn

β

wynosi 7,29 g/cm

3

, natomiast faza

α

wykazuje gęstość 5,765 g/cm

3

. Własności mechaniczne cyny są bardzo niskie:

R

m

= 20÷30 MPa, A

11,3

= 40%, a twardość 5÷6 HB. Cyny nie można umacniać

zgniotowo, gdyż temperatura rekrystalizacji jest niższa od 0°C.

Cyna wykazuje dobrą odporność na korozję, szczególnie zaś w środowisku

kwasu octowego, tlenu, acetylenu, amoniaku, środków spożywczych oraz wody
morskiej. Z tego względu jest stosowana w postaci folii do pakowania żywności.
Przez galwaniczne nanoszenie powłok cynowaniu poddaje się blachy stalowe,
a także przewody elektryczne w izolacji gumowej. Gatunki cyny (od Sn 99,85 do
Sn 99,99) ujęto w normie PN-EN 610:1998.

WŁASNOŚCI OŁOWIU

Ołów, niewykazujący odmian alotropowych, krystalizuje w sieci regularnej

ściennie centrowanej typu A1 o parametrze 0,49489 nm. Jego masa atomowa wy-
nosi 207,21. Gęstość ołowiu wynosi 11,3 g/cm

3

. Temperatura topnienia ołowiu wy-

nosi 327,4°C, natomiast temperatura wrzenia osiąga 1750°C. Własności wytrzyma-
łościowe są bardzo niskie, gdyż R

m

wynosi ok. 20 MPa, a twardość ok. 3 HB. Za

to Pb ma bardzo duże własności plastyczne, w tym wydłużenie A

11,3

ok. 70% oraz

przewężenie Z – ok. 100%. Wykazuje dużą podatność na pełzanie nawet w tempe-
raturze pokojowej. Cechuje się ponadto dobrą odpornością na korozję w środowi-
sku kwasu siarkowego, rozcieńczonego kwasu solnego oraz rozcieńczonych alka-
liów, np. KOH lub NaOH.

Ołów jest stosowany na płyty akumulatorowe, blachy w budownictwie (PN-EN

12588:2002U), osłony kabli oraz w rentgenografii i radiografii – na osłony prze-
ciwradiacyjne. Gatunki ołowiu podane w projekcie normy PN-EN 12659 zawiera-
ją co najmniej od 99,94 do 99,99% Pb (oznaczone odpowiednio PB940R do
PB990R). Krajowe gatunki ołowiu zawiera dotychczasowa norma PN-75/H-82201.

STOPY OŁOWIU Z ANTYMONEM – OŁÓW TWARDY

W celu polepszenia twardości i odporności na ścieranie do Pb dodaje się

1÷10% Sb, a także niewielkie stężenie Sn, As, Cd lub Te (według dotychczasowej
normy PN-79/H-87201). Twardość takich stopów, zwanych ołowiami twardymi,
wzrasta do ok. 17 HB. Podobnie jak ołów, stopy te są stosowane na powłoki kabli
(według projektu PN-EN 12548; porównaj rozdz. 8.5.2), podkładki, uszczelki, do
produkcji akumulatorów, elementów aparatury chemicznej, anod do galwanizacji.
Stop PbSb3As jest stosowany do produkcji śrutu.

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 do platerowa-
nia folii ołowianej. Stopy zawierające ok. 3÷8% Sb oraz do 2,5% Cu (PN-EN 611-
1:1999) są stosowane zarówno jako odlewnicze jak i do obróbki plastycznej. Stopy
cyny zawierające 12÷15% Sb i ok. 5% Cu, a także do 10% Pb są stosowane na od-
lewy ciśnieniowe i elementy aparatury pomiarowej.

7.3. Inne metale nieżelazne i ich stopy

789

7 roz 8-11-02 18:29 Page 789

STOPY ŁOŻYSKOWE CYNY I OŁOWIU

Do najpowszechniej stosowanych stopów

cyny i ołowiu należą stopy łożyskowe, stoso-
wane do wylewania panewek łożysk ślizgo-
wych w samochodach, wagonach, sprężar-
kach, turbinach, walcarkach i innych maszy-
nach. Stopy te mają miękką i plastyczną
osnowę z cząstkami nośnymi twardych faz
zapewniających dużą odporność na ściera-
nie (rys. 7.42).

Najkorzystniejsze własności wykazują

stopy na osnowie cyny, zawierające 7÷13%
Sb, 3÷7% Cu i do 1,2% Cd, zwane babbitami
cynowymi

(tabl. 7.60 według PN-ISO

4381:1997). Ich osnowę stanowi drobnoziar-
nista eutektyka bogata w cynę o niskiej twar-
dości, z wydzieleniami twardych faz Sn

3

Sb

2

w kształcie sześcianów oraz Cu

6

Sn

5

w kształ-

cie igieł. Babbity cynowe mogą przenosić na-
ciski powierzchniowe ok. 1 kN/cm

2

przy

prędkości obwodowej ok. 5 m/s.

Ze względu na oszczędności Sn przy na-

ciskach większych niż 1 kN/cm

2

i prędkości

obwodowej mniejszej od 1,5 m/s są stosowa-
ne babbity ołowiowe z dodatkiem Sb, a także
Sn i Cu. Stopy te zawierają 9÷16% Sb,

0,9÷11% Sn, do 1,5% Cu, do 1,2% As i resztę Pb (tabl. 7.60 według PN-ISO
4381:1997). Eutektyki bogate w Pb stanowią plastyczną osnowę babbitów ołowio-
wych, a twarde wydzielenia faz Sn

3

Sb

2

i Cu

2

Sb decydują o odporności tych stopów

na ścieranie. Babbity ołowiowe cechują się wysoką wytrzymałością i dobrą odpor-
nością na korozję. Są stosowane do wylewania panewek i taśm bimetalowych ło-
żysk silników samochodowych, pomp i sprężarek.

7. Metale nieżelazne i ich stopy

790

Rysunek 7.42

Schemat wpływu struktury stopu łożyskowego na współpracę
elementów oraz smarowanie łożyska ślizgowego

Tablica 7.60

Orientacyjny skład chemiczny i twardość stopów łożyskowych

Grupa stopów

Znak stopu

Średnie stężenie pierwiastków, %

Twardość, HB

Sn

Pb

Sb

Cu

Cd

As

Ni

Na osnowie cyny
(babbity cynowe)

SnSb12Cu6Pb

80

2

12

6

–

–

–

25

SnSb8Cu4

89

–

7,5

3,5

–

–

–

22

SnSb8Cu4Cd

87,7

–

7,5

3,5

1

–

0,3

28

Na osnowie ołowiu
(babbity ołowiowe)

PbSb15SnAs

1,3

83,2

14,5

–

–

1

–

18

PbSb15Sn10

10

75

15

–

–

–

–

21

PbSb14Sn9CuAs

9

74,3

14

1,1

0,5

0,7

0,4

22

PbSb10Sn6

6

84

10

–

–

–

–

27

7 roz 8-11-02 18:29 Page 790

STOPY DRUKARSKIE

Stopy ołowiu zawierające 12÷26% Sb i ok. 5÷7% Sn, w niektórych przypad-

kach 2% Sn lub bezcynowe (według dotychczasowej normy PN-78/H-87202), sto-
sowano w poligrafii na czcionki lub do odlewania składu metodami linotypową,
monotypową lub stereotypową. Stopy drukarskie o dużym stężeniu Sb mają osno-
wę trójskładnikowej eutektyki z wydzieleniami kryształów pierwotnych roztworu

α

(Sb i Sn w Pb). Natomiast w stopach o małym stężeniu Sb wydziela się faza

β

(Sb

2

Sn

3

).

STOPY NISKOTOPLIWE

Wieloskładnikowe stopy Pb, Sn lub Bi, zawierające zwykle ponadto dodatki Cd,

Sb lub Cu, mają niską temperaturę topnienia – 70÷400°C. Są stosowane na czujni-
ki i automaty przeciwpożarowe, na odlewy precyzyjne, oprawy strzykawek i sprzęt
medyczny, panewki łożysk oraz w przemyśle elektrotechnicznym. W stopach tych
można również inkludować zgłady metalograficzne.

Wybrane stopy o najniższej temperaturze topnienia (według dotychczasowej

normy PN-91/H-87203) zestawiono w tablicy 7.61.

SPOIWA CYNOWO–OŁOWIOWE I INNE LUTY MIĘKKIE

Lut miękki jest spoiwem metalowym przeznaczonym do łączenia innych meta-

li, przy czym jego temperatura topnienia jest niższa od temperatury topnienia me-
tali łączonych i zwykle jest niższa od 450°C. Luty te zapewniają dobre zwilżanie
powierzchni łączonych metali oraz mają wąski zakres temperatury topnienia.

Spoiwa cynowo–ołowiowe oraz cynowo–ołowiowe z dodatkiem antymonu sta-

nowią większość gatunków określonych w normie PN-EN 29453:2000 (tabl. 7.62).

7.3. Inne metale nieżelazne i ich stopy

791

Tablica 7.61

Orientacyjny skład chemiczny i temperatura topnienia wybranych stopów niskotopliwych

*)

Stop

Średnie stężenie pierwiastków, %

Temperatura topnienia,

°C

znak

nazwa

Bi

Sn

Pb

Cd

Sb

Cu

BiPb25Sn12Cd12

Wooda

50

12,5

25

12,5

–

–

70

BiPb26Sn13Cd10

Lipowitza

50

13,5

26,5

10

–

–

80

BiPb30Sn20

Lichtenberga

50

20

30

–

–

–

92

BiPb31Sn19

Newtona

50

19

31

–

–

–

96

BiPb28Sn14Sb9

matrix

47,5

14,5

28,5

–

9,5

–

108

PbSn30Bi25

strzykawkowy

25

30

45

–

–

–

135

PbBi25Sn13Cd13

Rosego

25

13,5

49

12,5

–

–

146

PbSn20Bi20

strzykawkowy

20

20

60

–

–

–

195

SnPb33Sb13Cu4

–

–

50

33

–

13

4

200

*)

Porównaj przypis do tablicy 7.29.

7 roz 8-11-02 18:29 Page 791

Na luty miękkie stosowane są również inne stopy Sn–Pb lub Pb–Sn z dodatkiem
Bi, Cd Cu, Bi lub Ag oraz stopy Bi–Sn, Pb–Ag, Sn–In. Temperatura topnienia tych
stopów mieści się w zakresie od ok. 120 do 365°C. Oznaczenie lutów miękkich
(według projektu PN-EN ISO 3677) składa się z litery S, myślnika, a następnie
symboli pierwiastków chemicznych oraz liczb odpowiadających średniemu stęże-
niu masowemu głównych składników stopu (tabl. 7.62).

Wytrzymałość uzyskiwanych złączy na rozciąganie R

m

wynosi ok. 50÷70 MPa,

a wytrzymałość na ścinanie R

t

maksymalnie osiąga ok. 22 MPa.

7.3.9. Metale szlachetne i ich stopy

OGÓLNA CHARAKTERYSTYKA METALI SZLACHETNYCH *

)

Do metali szlachetnych należą: Au, Ag, Pt oraz inne platynowce, tj. Ru, Rh, Pd,

Os i Ir. Metale szlachetne wykazują dużą odporność na korozję w atmosferze po-
wietrza, nawet przy dużej wilgotności. Nie utleniają się i są odporne na działanie
wszystkich kwasów z wyjątkiem tzw. wody królewskiej. Stosuje się je głównie
w elektronice i elektrotechnice, a Au, Ag i Pt i ich stopy także w jubilerstwie do
wytwarzania biżuterii i przedmiotów artystycznych, do produkcji monet i medali,

7. Metale nieżelazne i ich stopy

792

Tablica 7.62

Orientacyjny skład chemiczny i temperatura topnienia wybranych lutów miękkich

Znak stopu

Średnie stężenie pierwiastków, %

Temperatura

topnienia, °C

Sn

Pb

inne

S-Sn63Pb37

63

37

–

183

S-Sn50Pb50

50

50

–

183÷190

S-Pb70Sn30

30

70

–

183÷255

S-Pb92Sn8

8

92

–

320÷325

S-Sn60Pb40Sb

60

39,7

Sb: 0,3

183÷190

S-Pb78Sn20Sb2

20

78,2

Sb: 1,8

185÷270

S-Sn95Sb5

95

–

Sb: 5

230÷240

S-Bi57Sn43

43

–

Bi: 57

138

S-Sn50Pb32Cd18

50

32

Cd: 18

145

S-Sn60Pb38Cu2

60

38,2

Cu: 1,8

183÷190

S-Sn50In50

50

–

In: 50

117÷125

S-Sn96Ag4

96,2

–

Ag: 3,8

221

S-Pb93Sn5Ag2

5

93,5

Ag: 1,5

296÷301

*)

Stopy metali szlachetnych, głównie złota, tradycyjnie (zwłaszcza w jubilerstwie) określa się
w karatach (jednostka niezgodna z układem SI) i stąd w dalszej części podano np. 10 k Au
(złoto próby 416), 14 k Au (złoto próby 585) lub 18 k Au (złoto próby 750) itd.

7 roz 8-11-02 18:29 Page 792

naczyń i sztućców, a także w protetyce stomatologicznej. Stopy metali szlachet-
nych są ponadto głównymi składnikami spoiw i lutowi (dotychczasowa norma PN-
80/M-69411), stosowanych do wykonywania połączeń w tych produktach. Podsta-
wowe własności metali szlachetnych podano w tablicy 7.63. W tablicy 7.64 przed-
stawiono zastosowanie przemysłowe metali szlachetnych. Zastosowanie metali
szlachetnych na powłoki ochronne i dekoracyjne przedstawiono w tablicy 7.65.

ZŁOTO I STOPY ZŁOTA

Złoto krystalizuje w sieci regularnej ściennie centrowanej typu A1. Jego własno-

ści podano w tablicy 7.63. Dotychczasowa polska norma (PN-M-17006:1998) obej-
muje trzy gatunki złota: Au 99,96, Au 99,90 i Au 99,60. Ze względu na bardzo du-
żą plastyczność może być obrabiane plastycznie na zimno, a wytwarzane folie osią-
gają grubość mniejszą od 0,1

µ

m. Twardość Au jest jednak niewielka – mniejsza

od 20 HB, co wiąże się z bardzo małą odpornością złota na ścieranie. Dlatego zwy-
kle nie stosuje się czystego metalu, lecz stopy Au – o znacznie większej twardości
i wyższych własnościach wytrzymałościowych.

7.3. Inne metale nieżelazne i ich stopy

793

Tablica 7.63

Wybrane własności metali szlachetnych (według A.R. Robertsona)

Własności

Pt

Pd

Ir

Rh

Os

Ru

Au

Ag

Liczba atomowa

78

46

77

45

76

44

79

47

Masa atomowa

195,078

106,421

192,217

102,906

190,233

101,072

196,967

107,868

Struktura krystaliczna

A1

A1

A1

A1

A3

A3

A1

A1

Gęstość, g/cm

3

21,45

12,02

22,65

12,41

22,61

12,45

19,32

10,49

Temperatura topnienia, °C

1769

1554

2447

1963

3045

2310

1064,4

961,9

Temperatura wrzenia, °C

3800

2900

4500

3700

5020

±

100 4080

±

100

2808

2210

Rezystywność w 0°C,

µΩ⋅

cm

9,85

9,93

4,71

4,33

8,12

6,8

2,06

1,59

Wytrzymałość na rozciąganie, MPa

- druty odkształcone

207÷214 324÷414

2070÷2480 1380÷1585

–

495

210÷220

290

- druty wyżarzone

124÷165 145÷228

1100÷1240

830÷900

–

–

125÷140

125÷185

Wydłużenie A, %

- druty odkształcone

1÷3

1,5÷2,5

15÷18

2

–

3

4

3÷5

- druty wyżarzone

30÷40

30÷35

20÷22

30÷35

–

–

40÷45

40÷50

Twardość, HV

- druty odkształcone

90÷95

105÷110

600÷700

–

–

–

55÷60

25÷30

- druty wyżarzone

37÷42

37÷44

200÷240

120÷140

300÷670

200÷350

25÷27

25÷30

- w stanie lanym

43

44

210÷240

–

800

170÷450

33÷35

–

Moduł sprężystości wzdłużnej, GPa

- statyczny

171

115

517

319

558

414

77

74

- dynamiczny

169

121

527

378

476

–

7 roz 8-11-02 18:29 Page 793

7. Metale nieżelazne i ich stopy

794

Tablica 7.64

Zastosowanie metali szlachetnych w przemyśle (według A.R. Robertsona)

Zastosowanie

Specjalne wymagania

Metal lub stop

Urządzenia elektryczne i elektroniczne

Elektrody korpusu świecy zapłonowej

odporne na korozję i erozję

PtW4 pokrywany Th, Ir, ODS Pt, Pd-Au

Świeca żarowa
/ podgrzewacz silnika odrzutowego

ponowne uruchomienie silnika podczas lotu
/ podczas zerwania płomienia

Rh-Pt

Doprowadzenia termistorów

nie utleniają się

Pt i Ag oraz spoiwo

Złącze tranzystorowe

domieszkowane, niedomieszkowane

Au i domieszkowany stop Ir-Pt

Rezystory i potencjometry

wysoka rezystywność, niski współczynnik
temperaturowy, niska rezystancja zestyku

PtW8, PtMo5, PtRu10, Au-Pd-Fe,
stopy dentystyczne

Drut i warstwa rezystancyjna

wysoka rezystywność, niski współczynnik
temperaturowy, niska rezystancja zestyku

Au-Pd-Pt

Elektrody do przewodów ceramicznych

nie utleniają się, odpowiednie
do lutowania miękkiego

Ag lub Pt, ze spoiwem

Elektrody do kondensatorów powietrznych

odporne na korozję

Ag i Au

Przewody w obwodach drukowanych

odporne na korozję, odpowiednie do
lutowania miękkiego, odporne na zużycie (Rh)

Ag, Au, Rh, Pd (Ag może prowadzić
do zwarcia jonowego)

Zestyki (tj. końcówki/zaciski)

niska rezystancja zestyku, odpowiednie
do lutowania miękkiego

prądowe lub bezprądowe
powłoki Ag, Au, Pd

Połączenia wysokotemperaturowe

konduktywność, odporność na utlenianie,
niska rezystancja zestyku

bimetal, stałe Ag, Ag-Mg-Ni

Bezpieczniki topikowe

dobrze przewodzą, odporne na starzenie

Ag-Au

Doprowadzenia od rtęciowych
urządzeń stykowych

nieznaczna rozpuszczalność,
nie utleniają się

Pt gdzie jest wymagane nawilżenie,
także PtIr10; Ir gdzie nawilżenie jest
niepożądane; pokrywany Rh do
pierścieni kolektorowych

Wiązanie w urządzeniach próżniowych wyma-
gających próżniowo szczelnych uszczelek
niskoparowego uszczelnienia ciśnieniowego

pożądana niska temperatura topnienia
i niska prężność pary

AgCu28, AuCu20, PdNi40, Au-Pd

Aparatura pomiarowa

Lut twardy dla wolframu

ciągliwość, niska temperatura topnienia
i niska prężność pary

Pt

Sensory do termometrów rezystancyjnych

stała i znana rezystancja, wysoki współ-
czynnik temperaturowy

ultraczysta Pt

Termoogniwa

stabilny pomiar temperatury

do pomiaru ultrawysokiej temperatury
w atmosferze beztlenowej
duża siła elektromotoryczna

PtRh10 do Pt, PtRh6 do PtRh30,
PtRh13 do Pt, PtRh5 do PtRh20,
Au-Pd do Rh-Pt, Au-Pd do Ir-Pt
Ir-Rh do Ir

Au-Pd do Rh-Pt, Au-Pd do Au-Pd-Pt

Złącza termoelektryczne

złącza o niskiej rezystancji z drutami
z metali nieszlachetnych

platynowanie

Zawieszenie galwanometru

odporne na korozję, wytrzymałość,
konduktywność

PdCu40 (powoli chłodzone),
14 k Au, Ag-Cu

Oś galwanometru

twardy i odporny na korozję

OsRu40

7 roz 8-11-02 18:29 Page 794

7.3. Inne metale nieżelazne i ich stopy

795

Tablica 7.64

(ciąg dalszy)

Zastosowanie

Specjalne wymagania

Metal lub stop

Aparatura pomiarowa

Styki w przełącznikach niskoprądowych

niska rezystancja zestyku

powlekany galwanicznie Rh,
AuAg25Pt6, Pt, Pd
i twarde stopy dentystyczne

Pierścienie ślizgowe, szczotki do selsynów

niska rezystancja zestyku, dobra odporność
na ścieranie/zużycie i minimalne tarcie

18 k Au, stopy dentystyczne PdCu40,
Ag, powlekane galwanicznie Au,
powlekany galwanicznie Rh

Sensory do analizatorów gazu

działanie katalityczne proporcjonalne
do zawartości gazu

Pd-Pt, Pt

Przemysł szklarski i ceramiczny

Wanny szklarskie i tygle do szkła optycznego

nierozpuszczalne, wysoka temperatura
topnienia, nie zanieczyszczają

czysta Pt

Dysze i zawory do wytwarzania
włókien szklanych

nierozpuszczalne, bardzo wytrzymałe

PtRh10, PtRh20, ODS

Tygle do stałego topienia fryty szklanej

nie zanieczyszczają

Pt

Tygle do topienia kryształów soli optycznych

nierozpuszczalne, duża wytrzymałość,
nie zanieczyszczają

Pt

Metalizowane szkło i ceramika, folie
metalowe połączone z ceramiką przez wytop

nie utleniają się, pożądany kolor

płynne błyszczące Au i Pt

Metalizowane szkło i ceramika, folie
metalowe połączone z ceramiką przez
napylanie próżniowe

pożądane własności

Au, Pd, Rh, Ag i ich stopy

Uzwojenie pieca grzewczego do badań szkła,
ceramiki i ferrytów

nie utlenianie, wysoka temperatura topnienia,
niska prężność pary

Pt, PtRh20 i PtRh40

Przemysł chemiczny

Przegroda w wodorowym systemie oczyszczania selektywna transmisja

Pd, PdAg40

Katalizator do usuwania tlenu z H

2

aktywność w niskiej temperaturze

Pd na Al

Przegroda w tlenowym systemie oczyszczania selektywna transmisja

czyste Ag

Katalizator do produkcji azotu lub atmosfery
azot-wodór do obróbki cieplnej z amoniaku

aktywność i duża trwałość

Pt

Katalizator do produkcji formaldehydu
z metanolu

aktywność

Ag

Katalizator do produkcji tlenku etylenu z etylenu aktywność

Ag

Katalizator do usuwania cuchnących lub
niebezpiecznych substancji zanieczyszczających

aktywność

Rh-Pt

Katalizator do otrzymywania HNO

3

z amoniaku i powietrza

duża trwałość, wysoka wydajność

Rh-Pt

Dysza przędzalnicza do jedwabiu sztucznego

odporność na korozję, wytrzymałość,
plastyczność

Rh-Pt, Pt-Au

Pojemniki wysokotemperaturowe na HCl

odporność ma korozję

Pt

7 roz 8-11-02 18:29 Page 795

7. Metale nieżelazne i ich stopy

796

Tablica 7.64

(ciąg dalszy)

Zastosowanie

Specjalne wymagania

Metal lub stop

Zastosowanie elektrochemiczne

Nierozpuszczalna anoda do ochrony
elektrolitycznej

brak tendencji do tworzenia nalotu, duża
odporność na korozję

Pt, PtPd20 i PtPd50

Nierozpuszczalna anoda do produkcji
nadsiarczanów i nadchloranów i galwanizacji

odporność na korozję w chlorkach
i siarczanach, odpowiednie reakcje anodowe

Pt i PtIr5

Dodatnie elektrody w bateriach
galwanicznych i akumulatorowych

odporność na korozję, przewodność,
depolaryzacja

Ag-Ag

2

O

2

Elektrody ogniw paliwowych

aktywność katalityczna, odporność na korozję platynowce

Zbiorniki do kondensatorów tantalowych

odporność na korozję, wysoka przewodność

Ag

Zastosowanie w przemyśle lotniczym

Lut twardy w systemie ze stali nierdzewnej
do przenoszenia paliwa rakietowego i utleniaczy

odporność na korozję, kompatybilność

Au-Cu-Ni, Au-Ni-Cr

Specjalne zastosowania

Tygle do płynnego ołowiu

nierozpuszczalne, wysoka temperatura topnienia Ir pod beztlenową atmosferą

Tygle do płynnego bizmutu

nierozpuszczalne, wysoka temperatura topnienia Ru pod beztlenową atmosferą

Tygle do płynnego NaOH

wysoka odporność na korozję

Ag

Zbiornik na wysokotemperaturową siarkę
i gazy siarkowe

wysoka odporność na korozję

Au

Zbiornik na wysokotemperaturowe SO

odporność na korozję, ciągliwość

czysta Pt, czyste Au, stop Au-Pt

Zbiornik na wysokotemperaturowy (1000°C) H

2

S

2

odporność na korozję, ciągliwość

Au, Pt

Zbiornik na S i H

2

S (<1000°C)

odporność na korozję, ciągliwość

Au

Absorber neutronów

duży przekrój czynny absorbenta

Ir

Intensywne źródło promieniowania

γ

energia promieniowania, umiarkowany okres
połowicznego rozpadu

Ir

Naczynia laboratoryjne

odporność na korozję i żaroodporność

Pt

Reflektory

Powierzchnia odbijająca światło widzialne
i podczerwień

wysoka wydajność

Ag gdy chronione, Rh gdy
eksponowane

Powierzchnia odbijająca promieniowanie
ultrafioletowe i podczerwień

wysoki i umiarkowany współczynnik odbicia

Rh

Powierzchnia odbijająca promieniowanie
czerwone i podczerwień

wysoki długofalowy współczynnik odbicia

Au

Urządzenia zabezpieczające

Czujnik podciśnienia

powtarzalne własności wytrzymałościowe,
odporność na korozję

PtIr0,6, Ag, Au

Drut topikowy do bezpiecznika
temperaturowego

wymagana i stała temperatura topnienia,
odporność na utlenianie

Au

7 roz 8-11-02 18:29 Page 796

Najczęściej składnikami stopów Au są Cu i Ag (dotychczasowa norma PN-M-

17006:1998), a także Zn, Ni, Pt, Pd i Mn. Niekiedy są stosowane dodatki Cd, Co
i Be. Złoto tworzy roztwory stałe ciągłe z Cu, Ag, Pd, Pt i Ni. W niższej tempera-
turze w stopach Au z Cu tworzą się dwie nadstruktury AuCu i AuCu

3

, a stopy Au

z Pt lub Ni w wyniku przemiany spinoidalnej rozpadają się na mieszaninę dwóch
roztworów stałych granicznych. Stopy Au z Ni poniżej 340°C cechują się własno-
ściami ferromagnetycznymi.

7.3. Inne metale nieżelazne i ich stopy

797

Tablica 7.65

Powłoki z metali szlachetnych (według A.R. Robertsona)

Metoda

Charakterystyka

Grubość

Przykłady zastosowań

Łączenie mechaniczne i termiczne

Lutowanie twarde,
kucie na prasie, walcowanie
na zimno, odlewanie

100% gęstości, dobra
adhezja, bardzo dobra
odporność na ścieranie,
równomierna grubość

≥2,5

µ

m

podłoże z metali szlachetnych do biżuterii; zestyki
elektryczne, aparatura chemiczna oraz inne
zastosowania w przemyśle, stosowany do wszystkich
kowalnych metali i stopów szlachetnych

Naparowywanie próżniowe

Metalizacja próżniowa

równomierna powłoka,
przezroczyste warstwy,
dobra adhezja

0,025÷12,5

µ

m

do celów dekoracyjnych, reflektory (rod na szkle),
kondensatory do urządzeń elektrycznych (głównie
metale na papierowych, polimerowych i lakiero-
wanych powierzchniach), stosowana do Ag i Au,
nukleacja w przypadku Ag wymaga uprzedniego
zastosowania Zn na polimerowych kondensatorach

Napylanie katodowe

bardzo gładka powłoka,
dobra adhezja

1,2÷125

µ

m

w celu zwiększenia odporności na korozję, srebro
w gazie chirurgicznej, złoto na cienkich foliach
ze stopów aluminium, membrany, lustra

Powłoki elektrochemiczne i chemiczne

Powlekanie elektrolityczne

dość gęsta i zwykle dobrze
przylegająca warstwa,
własności mechaniczne
i fizyczne zależą głównie
od warunków galwanizacji

≥2,5

µ

m

do celów dekoracyjnych, zwiększona odporność
na korozję i ścieranie, zestyki elektryczne,
stosowane do różnych metali szlachetnych
i niektórych ich stopów

Folie

Rozpuszczanie
metaloorganiczne

cienkie, dobrze
przylegające folie

≥0,05÷0,25

µ

m

zastosowanie w ceramice i elektronice, obwody
drukowane, stosowany do błyszczących Au, Ir, Pt, Pd
i Ag, głównie na powierzchniach niemetalicznych

Żywice zawierające zawiesinę
bardzo drobnych cząstek
metalu z niskostopowymi
nieorganicznymi topnikami
szklanymi

cienkie, przylegające folie

≥12÷40

µ

m

w elektronice

Powłoki rozkładu
chemicznego

cienkie, przylegające folie

zwykle bardzo
cienkie

lustra

7 roz 8-11-02 18:29 Page 797

Dodatek Ag do Au – w zależności od stężenia – zmienia jego zabarwienie od

żółtego przez zielonożółte do białego. Dodatek Cu powoduje zmianę zabarwienia
stopów Au od żółtego przez czerwonożółte do czerwonego – w zależności od stę-
żenia Cu. Zabarwienie stopu jest zależne również od stanu, w jakim znajdują się
stopy, gdyż zgniot powoduje przesunięcie zabarwienia w kierunku żółtego. Białą
barwę mają stopy Au z Ni lub Pd, a stopy Au z Fe i Cu lub z Al mają barwę nie-
bieskawą. Na rysunku 7.43 podano kolory stopów Au–Ag–Cu. Na rysunkach 7.44
i 7.45 podano natomiast izotermiczne przekroje potrójnych układów równowagi
odpowiednio Au–Ag–Cu w 370°C oraz Au–Ni–Cu w 315°C, a na rysunku 7.46 –
rozkład twardości stopów Au–Ag–Pd.

W zależności od stężenia złota w jego stopach, podawanego w promilach, wy-

różnia się 6 prób, a mianowicie: 960, 750, 585, 500, 375 oraz próbę 333 stosowa-
ną tylko dla obrączek ślubnych i niektórych produktów jubilerskich. Stopy złota,
poza próbą, są jeszcze oznaczane przez znak i cechę, np. jeden z gatunków próby
750 ma znak AuCu20Ag5 i cechę ZŁ 21.

Odlewnicze stopy złota i innych metali szlachetnych są stosowane także w den-

tystyce. Ogólne wymagania dotyczące tych stopów zawarto w normie PN-EN ISO
1562:2002 (porównaj rozdz. 8.6.3).

7. Metale nieżelazne i ich stopy

798

Rysunek 7.43

Wpływ składu chemicznego trójskładnikowych stopów Au–Ag–Cu na ich kolor
(według A.R. Robertsona)

7 roz 8-11-02 18:29 Page 798

7.3. Inne metale nieżelazne i ich stopy

799

Rysunek 7.44

Izotermiczny przekrój
potrójnego wykresu
równowagi Au–Ag–Cu
w 370°C (według
A.R. Robertsona)

Rysunek 7.45

Izotermiczny przekrój
potrójnego wykresu
równowagi Au–Ni–Cu
w 315°C (według
A.R. Robertsona)

7 roz 8-11-02 18:29 Page 799

7. Metale nieżelazne i ich stopy

800

800

2

7

8

11

10

9

1

5

6

3

4

7 roz 8-11-02 18:29 Page 800

7.1. Aluminium i jego stopy

801

801

Złoto pełni obecnie wiele funkcji. Jest symbolem majestatu i majętności. Korona świętego Edwarda, wykonana
wprawdzie jeszcze w 1661 roku z użyciem 2,04 kg czystego złota z 444 kamieniami szlachetnymi
i półszlachetnymi, w roku 1938 służyła w czasie koronacji Króla Jerzego VI w Wielkiej Brytanii (1). Wiele ozdób
wykonuje się ze złota, w tym wisiorki, klipsy i bransolety, np. firmy Urart w stylu anatolijskim (2), pierścionki
inkrustowane kamieniami szlachetnymi (3), także z białego i żółtego złota (4), koperty i bransolety zegarków
produkowanych przez najsłynniejsze firmy jak Rollex (5) i projektowane przez najsłynniejszych projektantów, np.
Cartier (6). Stalówki w najelegantszych piórach najlepszych firm, np. Parker, wykonywane są również ze złota
(7). Złoto jest symbolem najwyższej jakości, stąd bardzo często prestiżowe nagrody wykonane są ze złota, jak
World Cup przyznawany w Mistrzostwach Świata w Piłce Nożnej, ostatnio w roku 2002 w Korei i Japonii (8).
Złote monety mają niezwykłą wartość, gdyż symbolizują potęgę kraju, który je emituje, ale także są dowodem
zasobności ich posiadaczy. Nieco inny los spotkał 20 dolarówkę złotą z 1933 roku, wyemitowaną w czasie
wielkiego kryzysu i stąd ówczesny Prezydent USA Franklin Delano Roosevelt nakazał zniszczyć i nie wprowadzić
do obiegu całego półmilionowego nakładu, najprawdopodobniej z wyjątkiem jednej jedynej (9), która jako numi-
zmat pod nazwą „podwójny orzeł” uzyskała ostatnio na licytacji zawrotną cenę 7 milionów dolarów. Złoto jest
przedmiotem tezauryzacji, jak również zabezpieczenia wartości, i stąd jest gromadzone w bankach w postaci
sztabek (10) lub wlewków (gąsek) (11). Złoto jest również cennym metalem technicznym. Nic dziwnego,
że wydobycie tak cennego materiału dla wielu ludzi jest bardzo wiele warte. We współczesnej Brazylii rozkopano
całą złotonośną górę Serra Pelada (12)

÷

(15), a warunki pracy tam stworzone ludziom, nie tylko z Brazylii, ale

także z Boliwii, Peru i Kolumbii, dają szansę, aby wyobrazić sobie piekło. Tylko niektórzy z nich mają szansę
wydobyć kilka samorodków złota (16), podobnie jak w rejonach Sudetów w Polsce, w których jest ok. 150
złotonośnych miejsc, a jak się ocenia Polska zajmuje pod tym względem 4 miejsce w Europie po Finlandii, Francji
i Szwecji, a zabawa polegająca na wypłukiwaniu bryłek złota w dolinie Kaczawy koło Złotoryi przez
australijskich turystów (17), jak się przypuszcza, może wkrótce przekształcić się w działalność przemysłową,
gdyż zainteresowanie tym przejawił kapitał z Irlandii, Australii i USA.

17

13

12

14

16

15

7 roz 8-11-02 18:29 Page 801

SREBRO I STOPY SREBRA

Srebro krystalizuje w sieci regularnej ściennie centrowanej typu A1. Jego wła-

sności podano w tablicy 7.63. Jest odporne na wiele kwasów organicznych oraz za-
sad. Stosuje się je w jubilerstwie, medalierstwie, na monety oraz w elektrotechnice
i elektronice. Bromek AgBr i chlorek AgCl są stosowane do powlekania klisz i pa-
pierów światłoczułych w przemyśle fotochemicznym. Gatunki srebra ujęto w do-
tychczasowej normie PN-70/H-82205.

Głównym składnikiem stopów Ag jest Cu (według dotychczasowej normy PN-

75/H-87206). Często jako składniki stopowe są stosowane Zn, Cd, Mn, Ni i Pd,
rzadziej Sb, Sn, Cr, Mg lub Al. Zarówno Cu, jak i Zn tworzą z Ag roztwory stałe
graniczne o malejącej rozpuszczalności składników w miarę spadku temperatury.
Stopy te mogą więc być poddawane utwardzaniu wydzieleniowemu.

Stopy srebra stosowane w jubilerstwie mają 4 próby: 916‰ – 1 próba, 875‰ –

2 próba, 800‰ – 3 próba, 750‰ – 4 próba.

PLATYNA I STOPY PLATYNY

Platyna, krystalizująca w sieci A1, ma własności podane w tablicy 7.63. Spo-

śród metali szlachetnych ma największe znaczenie techniczne. Jest stosowana do
wytwarzania tygli, elektrod, termoelementów, uzwojeń grzewczych oraz jako kata-
lizator podczas syntezy amoniaku.

7. Metale nieżelazne i ich stopy

802

Rysunek 7.46

Zależność twardości stopów Au–Ag–Pd w stanie wyżarzonym, od ich składu chemicznego (według A.R. Robertsona)

7 roz 8-11-02 18:29 Page 802

Stopy Pt zawierają zwykle metale szlachetne oraz Cu lub Ni. Wszystkie platy-

nowce podnoszą własności wytrzymałościowe i twardość Pt (rys. 7.47). Najinten-
sywniej działa Os, a najsłabiej – Pd. Stopy Pt mają zwykle większą odporność na
korozję od czystego metalu. Stop Pt z 25÷30% Ir jest nawet odporny na działanie
gorącej wody królewskiej. Stopy Pt z Cu, Ir lub Pd są stosowane w jubilerstwie do
oprawy kamieni szlachetnych. Stopy Pt z Rh, zawierające zwykle od 6÷10% Rh,
znajdują zastosowanie na termoelementy (tabl. 7.64, porównaj także tabl. 8.116
w rozdz. 8.5.2). Jubilerskie stopy Pt o próbie oznaczonej jako 1 zawierają 950‰
czystego metalu.

7.3.10. Intermetaliki – stopy o składzie faz

międzymetalicznych

OGÓLNA CHARAKTERYSTYKA

Jako materiały konstrukcyjne do pracy w podwyższonej temperaturze

650÷850°C, a nawet do 1000°C lub w agresywnym środowisku chemicznym szero-
kie zastosowanie znalazły stopy o strukturze uporządkowanych faz międzymeta-
licznych (porównaj rozdz. 3.3.2) Ni

3

Al, NiAl, Ti

3

Al, TiAl, Fe

3

Al i FeAl, a także

Co

3

V, Co

3

Ti, Al

3

X (gdzie X to Ti, Zr, Nb, V) oraz Ni

3

X (gdzie X to Fe, Mn, Al,

Ga, Si oraz Ge), stopy Heuslera Ni

2

AlX (gdzie X to Ti, Ta oraz Hf), a także Ni

3

Si,

Fe

3

Si, MoSi

2

, Nb

3

Si, Nb

5

Si

3

oraz Ti

5

Si

3

, nazywane intermetalikami.

7.3. Inne metale nieżelazne i ich stopy

803

Rysunek 7.47

Wpływ dodatków stopowych
na twardość stopów platyny
(według A.R. Robertsona)

7 roz 8-11-02 18:29 Page 803