Beryllium bronze: sammensætning, egenskaber og anvendelse

I vores gennemgang vil vi dvæle ved funktionerne og fysisk-kemiske parametre for kobber-berrylium-legeringen, bedre kendt som beryllium bronze. Lad os tale om de fysiske og kemiske egenskaber såvel som omfanget af denne unikke sammensætning.

Beryllium bronze er en kobber-berryliumlegering, der indeholder fra 0,5 til 3% beryllium, i nogle tilfælde kan andre urenheder tilsættes. Beryllium bronze kendetegnet ved:

1. Forøget tæthed og styrke i kombination med ikke-magnetiske egenskaber og fuldstændig fravær af gnistdannelse.
2. Det er i stand til at gennemgå enhver form for behandling - skæring og støbning.
3. Legering er vidt brugt til fremstilling af instrumenter, herunder musikinstrumenter, samt instrumenter med høj præcision og kugler til skydevåben.
4. Kobber-beryllium fandt sin anvendelse inden for rumfartsteknologier.

Beryllium bronze hører til gruppen af ​​såkaldte dispersionshærdende sammensætninger. Deres karakteristiske egenskab er afhængigheden af ​​opløseligheden af ​​de legeringsbestanddele af opvarmning.

Når quenching udføres fra et enfase-område i det faste stof, dannes et for stort antal atomer i den vigtigste legeringsbestanddel i sammenligning med ligevægtstilstanden for et sådant system. Den resulterende koncentrerede faste opløsning er kendetegnet ved termodynamisk ustabilitet og en tendens til nedbrydning; denne proces aktiveres med en stigning i temperaturniveauet. Komprimeringseffekten forklares ved spredning af de udfældede bundfald som et resultat af nedbrydning af stoffer.

Den kemiske formel for beryllium bronze er BrB2, dens sammensætning er beskrevet detaljeret i den aktuelle GOST.

Legeringen indeholder følgende ingredienser:

• kobber 97-98%;
• beryllium 1,9-2,1%;
• nikkel 0,2-0,5%;
• mindre end 0,5% tilsætningsstoffer.

De mest almindeligt anvendte kobber-berylliumforbindelser, der indeholder 2% beryllium, samt kobber-beryllium-koboltlegeringer, hvor procentdelen af ​​beryllium ikke overstiger 0,8%. Den første legering blev kaldt højlegeret beryllium bronze, den anden klassificeres som en lavlegeret kvalitet.

Beryllium kobber har følgende fysisk-kemiske egenskaber.

1. Overpris elektrisk og termisk ledningsevne. I disse parametre er stoffet kun lidt ringere end kobber.
2. Forøget elastisk grænse.
3. Mangel på gnister under mekaniske stød.
4. Høje parametre for korrosionsbestandighed, hårdhed og midlertidig modstand.

Alle disse egenskaber manifesteres maksimalt for alle øjeblikke, når beryllium bronze udsættes for forskellige forarbejdnings- og hærdningsmetoder. For eksempel når kunstig ældning af den ultimative duktilitet når sådanne stoffer efter slukning, der udføres ved en temperatur på ca. 770 grader - i denne tilstand er beryllium bronze ekstremt let.

Stoffets typiske resistens svarer til 450 MPa. Denne parameter forøges 2 gange under plastisk deformation af legeringen med 35-50%. Som et resultat bliver berylliums mekaniske egenskaber ekstremt høje efter aldring, som udføres umiddelbart efter, at slukningsprocessen er afsluttet.

Parametrene for kobber-berylliumsammensætning, der er kritiske for industrien, er langt fra begrænset til de anførte. Alle bronzelegeringer, hvis struktur inkluderer beryllium, er kendetegnet ved høj varmebestandighed - produkter, der er fremstillet af dem, kan fungere uden at ændre deres egenskaber ved temperaturer op til 340 grader celsius. Og når de opvarmes til 500 grader, bliver de mekaniske egenskaber og tæthed af beryllium bronzes fuldstændigt identiske i deres indikatorer til aluminium og tin-phosphorit sammensætninger ved en standard driftstemperatur på ca.

Denne egenskab tillader brugen af ​​beryllium bronze til produktion af formede støbegods i højeste kvalitet.

Beryllium-legeringer kan let bearbejdes (skæring, lodning og svejsning). Selvom der er nogle begrænsninger på ovenstående manipulationer. Så alle berylliumlegeringer bør loddes straks efter afslutning af deres mekaniske stripping. I dette tilfælde skal sølvlodde samt flux anvendes. Det er vigtigt, at fluoridsalte nødvendigvis er til stede i selve fluxen. I de senere år er den såkaldte vakuumlodning blevet meget udbredt - den udføres under en tyk fluxbelægning. Således sikres unik produktkvalitet.

Men elektrisk lysbuesvejsning i dag bruges praktisk talt ikke, når man arbejder med berylliumkobber, da det har et markant termisk krystallisationsinterval. Svejsning af sutur såvel som plet- og rulletyper i inerte miljøer, der er beherskede i et ret komplet volumen. Det er værd at tilføje, at materialets specifikke mekaniske egenskaber ikke tillader svejsning udføres umiddelbart efter varmebehandlingen af ​​bronze - dette skal bestemt huskes, når man overvejer teknologien til behandling af dem.

Særlig opmærksomhed fortjener en sådan indikator som kølehastighed. Denne indikator skal være ekstremt skarp for at forhindre dekomponering af den overmættede faste sammensætning. Derfor er det først og fremmest nødvendigt at gå videre fra kritiske hastighedsindikatorer, når du vælger arbejdende slukningsmedier.Disse data bekræfter, at den maksimale afkølingshastighed under hærden af ​​bronze skal være i korridoren på 500-250 grader.

Forsinkede processer i dette interval medfører tidlig frigørelse af hærderen og forårsager et fald i evnen til at hærde yderligere. Den kritiske kølehastighed, der gør det muligt at opnå den optimale kombination af fysiske og tekniske egenskaber, svarer til 30-60 g / sekund for kobber med tilsætning af beryllium. For at opnå den ønskede værdi slukkes legeringen sædvanligvis i vand. For at reducere de kritiske hastighedsparametre indføres normalt en smule kobolt i legeringen. Minimumstilsetningsstoffer til et sådant metal medfører en forøgelse af resistensen af ​​den superkølede opløsning. På lignende måde kan magnesiumforureninger påvirke bronzens modstand.

Visuelt ser beryllium bronze ud som en farvet legering, der sammen Det bruges til fremstilling af fjederelementer, ledning, stænger og nogle andre elementer, der kræver konfigurationskonservering. Ved hyppige deformationer og konstant overbelastning har en sådan ledning øget den elektriske ledningsevne, den anvendes i lavfrekvente kontakter til fremstilling af elektriske forbindelser.

Stærkt ikke-magnetisk og ikke-gnistrende berylliumkobber fundet bred anvendelse i fremstilling af tang, knivmejsler, hamre og skruenøgler. legering optimal til håndtering af visse eksplosive stofferfor eksempel i kornelevatorer, olierigge eller i kulminer.

Udbredt brug af legering til kryogent udstyranvendes ved de mest sænkede temperaturer. For eksempel køleskabe. Relevansen af ​​at bruge kobber-beryllium i dette område forklares med dens styrke og øgede varmeledningsevne i dette temperaturområde.

Brug sammensætning til produktion af skydevåben. Selvom en sådan applikation er ganske usædvanlig, da en stålkugle er billigere og på samme tid har temmelig lignende egenskaber. Kobber-berylliumtråd fås i flere former på én gang. Det kan være krøllet eller fladt, rundt eller firkantet, forskellige lige lag samt spoler eller nøster er til salg.

Interessant information om beryllium præsenteres i den næste video.