Berilijska bronca: sastav, svojstva i primjena

U našem ćemo se pregledu zadržati na značajkama i fizikalno-kemijskim parametrima legure bakra-berilija, poznatijeg kao berilijska bronca. Razgovarajmo o fizičkim i kemijskim karakteristikama, kao i opsegu ovog jedinstvenog sastava.

Berilijeva bronca je legura bakra-berrilija, koja sadrži 0,5 do 3% berilija, a u nekim se slučajevima mogu dodati i druge nečistoće. Berilijska bronca naznačen time što:

1. Povećana gustoća i čvrstoća u kombinaciji s nemagnetnim karakteristikama i potpunom odsutnosti iskrenja.
2. Može se podvrgnuti bilo kojoj vrsti obrade - rezanju i lijevanju.
3. Legura se široko koristi za proizvodnju instrumenata, uključujući glazbene instrumente, kao i visoko precizne instrumente i metke za vatreno oružje.
4. Bakar-berilij pronašao je svoju primjenu u zrakoplovnim tehnologijama.

Berilijeva bronca spada u skupinu takozvanih sastava za disperzijsko očvršćivanje, Njihova karakteristična karakteristika je ovisnost topljivosti legirajućih sastojaka o zagrijavanju.

Kad se provodi iz jednofaznog područja u krutini, stvara se pretjerani broj atoma glavne legure komponente u usporedbi s ravnotežnim stanjem takvog sustava. Dobivena koncentrirana kruta otopina karakterizira termodinamička nestabilnost i sklonost razgradnji, a taj se postupak aktivira s porastom razine temperature. Učinak zbijanja objašnjava se disperzijom precipitata dobivenih kao rezultat razgradnje tvari.

Kemijska formula berilijev bronce je BrB2, njezin je sastav detaljno opisan u trenutnom GOST-u.

Legura uključuje sljedeće sastojke:

• bakar 97-98%;
• berilij 1,9-2,1%;
• nikal 0,2-0,5%;
• manje od 0,5% aditiva.

Najčešće se koriste bakar-berilijev spojevi koji sadrže 2% berilija, kao i legure bakra-berilij-kobalt, gdje postotak berilija ne prelazi 0,8%. Prva legura nazvana je visokolegiranom berilijevom broncom, druga je klasificirana kao niskolegirana klasa.

Berilijev bakar ima sljedeće fizikalno-kemijske karakteristike.

1. Precijenjena električna i toplinska vodljivost. U tim je parametrima tvar tek neznatno inferiorna od bakra.
2. Povećana granica elastičnosti
3. Nedostatak iskrenja tijekom mehaničkih udara.
4. Visoki parametri otpornosti na koroziju, tvrdoću i privremenu otpornost.

Sve ove karakteristike maksimalno se očituju u svim trenucima kada se berilijska bronca podvrgava različitim postupcima obrade i stvrdnjavanja. Na primjer, kada umjetno starenjem krajnje duktilnosti, takve tvari dosežu nakon gašenja, što se provodi pri temperaturi od oko 770 stupnjeva - u ovom je stanju berilijska bronca izuzetno lagana.

Tipična otpornost tvari odgovara 450 MPa. Ovaj se parametar povećava 2 puta tijekom plastične deformacije legure za 35-50%. Kao rezultat, nakon starenja, koje se izvodi odmah po završetku procesa gašenja, mehanička svojstva berilija postaju izuzetno velika.

Parametri sastava bakra-berilija koji su kritični za industriju nisu daleko ograničeni na navedene. Sve legure bronce, čija struktura uključuje berilij, karakterizira visoka otpornost na toplinu - proizvodi izrađeni od njih mogu funkcionirati bez promjene svojih mogućnosti na temperaturama do 340 Celzijevih stupnjeva. Kad se zagrijavaju na 500 stupnjeva, mehanička svojstva i gustoća bilo kojeg berilijevog bronha postaju potpuno identični po svojim pokazateljima aluminiju, kao i kositreno-fosfatnim sastavima pri standardnoj radnoj temperaturi od oko +20 stupnjeva.

Ovo svojstvo omogućuje upotrebu berilijske bronce za izradu oblikovanih odljevaka najviše kvalitete.

Berilne legure mogu se lako obraditi (rezanje, lemljenje i zavarivanje). Iako postoje određena ograničenja gornjih manipulacija. Dakle, sve berilijeve legure treba odmah lemiti nakon završetka mehaničkog uklanjanja. U ovom slučaju treba koristiti srebrno lemljenje, kao i fluks. Važno je da fluoridne soli nužno budu prisutne u samom fluksu. Posljednjih godina takozvano vakuumsko lemljenje postalo je vrlo rašireno - izvodi se pod debelim slojem fluksa. Time se osigurava jedinstvena kvaliteta proizvoda.

No, električno lučno zavarivanje danas se praktički ne koristi pri radu s berilijskim bakrom, budući da ima značajan toplinski interval kristalizacije. Zavarivanje šava, kao i vrste točkova i valjka u inertnom okruženju svladali su u prilično potpunom volumenu. Vrijedno je dodati da specifične mehaničke karakteristike materijala ne dopuštaju da se zavarivanje vrši odmah nakon toplinske obrade bronce - to se svakako treba imati na umu kada se razmatra tehnologija za njihovu obradu.

Posebna pažnja zaslužuje takav pokazatelj kao brzina hlađenja. Ovaj bi pokazatelj trebao biti izrazito oštar kako bi se spriječilo raspadanje zasićenih krutih sastava. Zbog toga je pri odabiru radnih medija za gašenje prije svega potrebno prijeći na kritične pokazatelje brzine.Ovi podaci potvrđuju da bi tijekom otvrdnjavanja bronce maksimalne brzine hlađenja trebale biti u hodniku od 500-250 stupnjeva.

Usporani procesi u ovom intervalu povlače rano otpuštanje učvršćivača i uzrokuju smanjenje sposobnosti daljnjeg stvrdnjavanja. Kritična brzina hlađenja, koja omogućava postizanje optimalne kombinacije fizičkih i tehničkih karakteristika, odgovara 30-60 g / sekundi za bakar s dodatkom berilija. Da bi se postigla željena vrijednost, legura se obično ugasi u vodi. Da bi se smanjili kritični parametri brzine, u leguru se obično unosi malo kobalta. Minimalni aditivi takvog metala uzrokuju porast otpornosti pregrijane otopine. Slično tome, nečistoće magnezija mogu utjecati na otpornost bronce.

Vizualno, berilijska bronca izgleda kao obojena legura, koja zajedno Koristi se u proizvodnji opružnih elemenata, žica, šipki i nekih drugih elemenata koji zahtijevaju očuvanje konfiguracije. Uz česte deformacije i stalna preopterećenja, takva žica ima povećanu električnu vodljivost, koristi se u niskofrekventnim kontaktima za proizvodnju električnih konektora.

Berilijev bakar jakog nemagnetskog i ne-iskrećeg bakra pronašli široku primjenu u proizvodnji kliješta, dlijeta za noževe, čekića i ključeva. legura optimalno za rukovanje određenim eksplozivnim tvarimana primjer, u dizalicama za žito, uljnim postrojenjima ili u rudnicima ugljena.

Raširena upotreba legura za kriogenu opremuprimjenjuju se na najnižim temperaturama. Na primjer, hladnjaci. Značaj primjene bakar-berilija u ovom području objašnjava se njegovom čvrstoćom i povećanom toplinskom vodljivošću u ovom temperaturnom području.

Koristite sastav za proizvodnju metaka iz vatrenog oružja. Iako je takva primjena prilično neobična, jer je čelični metak jeftiniji i istovremeno ima prilično slične karakteristike. Bakreno-berilijeva žica dostupna je odjednom u više oblika. Može biti kovrčav ili ravan, okrugli ili kvadratni, u prodaji su različiti ravni slojevi, kao i zavojnice ili kostimi.

Zanimljive informacije o beriliju predstavljene su u sljedećem videu.