伍德合金

低熔点合金

以金属铋为基的一类低熔点合金。强度不高，室温下仅为30MPa，延伸率3%。硬度很低，为HBS25。伍德合金主要用作自动洒水系统的塞栓弯金属管时的填充物，金相试样的嵌镶剂，铸造模型以及Ag、Co、Ni、Sn、Zn电解分析时的阴极涂层。

介绍

武德合金用50%铋（Bi）、25%铅（Pb）、12.5%锡（Sn）和12.5%镉（Cd）制成的。它的熔点是70℃，比所有标准条件下为固态的金属熔点都低。

西班牙人乌罗阿和伍德分别于1935年和1941 年发现了铂主要以游离态和合金形式存在。因此，为了纪念伍德，人们将这种特殊的合金命名为伍德合金。

伍德合金用于制电路保险丝、自动灭火和防爆安全装置等。

把保险丝安装在电闸盒中，如果电路中发生短路或超载，电流过大，导线便会发热，当温度升高到70℃时，保险丝熔断，保护了电器设备，防止了火灾的发生。

性质

p区元素及ⅡB族金属元素大多活泼性较差，其长周期元素次外层d电子已填满，不能参与成键，所以其长周期元素单质Bi、Sn、Pb、Hg 等是常用的硬度较小的低熔点金属。铋（熔点271.3℃）的某些合金的熔点在100℃以下，如由50%铋、25%铅、13%锡和12%镉组成的伍德合金，其熔点为71℃，应用于自动灭火设备、锅炉安全装置以及信号仪表等。

制备

取一大瓷坩埚置于一石棉板的孔中，与其中放入少量石蜡（为了防止氧化）和20克金属铋，加热至金属铋熔融。然后依次加入5克铅、2.5克锡，和2.5克镉。用铁丝搅拌熔体，当所有金属全部熔融时，就将混合物倒入水中。

用苯或醚清洗合金以洗尽微量的石蜡。将提纯后的合金滴入冷水中，使其成为粒状。

流变性能

伍德合金系指由铋、铅、锡、镉四种金属元素组成的低熔点合金，根据组成搭配的不同其液相线的温度可在73~93℃间波动，而其的共晶成分合金熔点只有70℃，此即为伍德合金的固相线温度。俄罗斯学者拉宾诺维奇研究了密度为10.66g/cm3、液相线温度为87℃的伍德合金的流变性能。

伍德合金液流变性能测试时，采用了U形管，在保持合金处于一定温度情况下，在U形管的一端慢慢地注入熔融的伍德合金，泡在等温槽中的U形管保证了合金液在进入U形管后继续保持设定的温度，记录下U形管两垂直管内合金自由表面的高度差，利用公式即可计算出伍德合金液在不同温度时的屈服值r。

上图《伍德合金液态时屈服值与温度的关系》所示给出了测试结果。由此曲线可见，该合金液在液态情况下不是牛顿体，它具有屈服值，是具有一定塑体的液体。伍德合金液的屈服值r。随温度升高而减小，当合金液向液相线温度靠近时，屈服值急剧升高；当合金温度超过95℃以后，屈服值已减至很小，向零趋近，合金流变性能向牛顿体接近。这说明比液相线温度稍高的合金很可能是具有屈服值的液体，即宾汉体的流变性能，这或许与靠近液相线温度的合金液结构中存在较多、较大距离有序排列的原子集团（犹如涂料中絮凝的聚集体）有关。相似的情况也应在铸铁液中见到，当铁液的温度向液相线温度靠近时，铁液中就可出现大量石墨颗粒而改变了铁液的流变性能。

由上述测试结果可以推论，一般过热度较高的合金液可视作牛顿体，故在研究金属液在浇注系统中的流动规律时，可把当时的金属液视作牛顿体。但在压力铸造、液态金属挤压时，金属充填型腔时的温度较低，很可能有屈服值在影响着金属充填浇注系统和型腔的过程。当金属液在铸型中冷却与凝固时，考虑析出性气孔。重力偏析、分散性缩孔、热裂这些在固、液相线温度区内或在液相线温度、或固相线温度附近形成的缺陷时，就应该注意到金属具有屈服值的特性了。屈服值会阻碍密度较大或较小的质点在液体中的下沉或上浮，这样合金液中析出的气泡就有可能停留在它析出的部位而不上浮，充满型腔后合金液中密度较大的组成物也可能不下沉，而停留在它进入铸型后最后所处的位置上。这样就比较容易理解为什么铸件中的析出性气孔常在铸件壁厚处的整个体积中出现，而见不到分散气孔向铸件上部集中的趋势；为什么在很多场合凝固过程析出的密度较大的晶粒不下沉到型腔底部，而是停留在析出的位置，使凝固区域增大，使铸件易得分散性缩松，合金液的塑性会降低铸件的致密度。同理合金液的塑性还可减小铸件出现重力偏析的可能性，增大铸件中夹渣、夹杂缺陷的或然率。合金液的屈服值还可阻碍金属液沿晶间通道流动对一些收缩空间的补缩，因此铸件中的分散性缩孔往往是连通的，在铸件断面上见到的分散缩孔实际上是晶粒间得不到补缩的曲折通道的截面。

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