Berillium-bronz: összetétel, tulajdonságok és alkalmazás

Áttekintésünkben a réz-berrilium ötvözet tulajdonságaival és fizikai-kémiai paramétereivel foglalkozunk, amelyek jobban ismertek berillium-bronz néven. Beszéljünk a fizikai és kémiai tulajdonságokról, valamint ennek az egyedi összetételnek a hatályáról.

A berillium-bronz réz-berrylium ötvözet, amely 0,5-3% berilliumot tartalmaz, egyes esetekben más szennyeződések is hozzáadhatók. Berillium bronz azzal jellemezve, hogy:

1. Megnövelt sűrűség és erősség a nem-mágneses jellemzőkkel és a szikra teljes hiányával együtt.
2. Bármilyen típusú megmunkálásra képes - vágásra és formázásra.
3. Az ötvözetet széles körben használják hangszerek gyártásához, beleértve a hangszereket, valamint a lőfegyverek nagy pontosságú műszereit és golyóit.
4. A réz-berillium alkalmazást talált az űrrepülési technológiákban.

A berillium-bronz az úgynevezett diszpergálódó kompozíciók csoportjába tartozik. Megkülönböztető tulajdonságuk az ötvöző alkotóelemek oldhatóságának függése a hevítéstől.

Amikor a kioltást egyfázisú régióból végezzük a szilárd anyagban, a fő ötvözőkomponens túl sok atomot képez az ilyen rendszer egyensúlyi állapotához képest. A kapott koncentrált szilárd oldatot termodinamikai instabilitás és bomlási hajlam jellemzi, ezt a folyamatot a hőmérséklet emelkedésével aktiválják. A tömörítési hatást az anyagok bomlásának eredményeként kapott csapadék diszperziója magyarázza.

A berillium-bronz kémiai képlete BrB2, összetételét részletesen leírja a jelenlegi GOST.

Az ötvözet a következő összetevőket tartalmazza:

• réz 97-98%;
• berillium 1,9-2,1%;
• nikkel 0,2–0,5%;
• kevesebb, mint 0,5% az adalékanyagok.

A leggyakrabban használt 2% berilliumtartalmú réz-berilliumvegyületek, valamint a réz-berillium-kobalt ötvözetek, amelyekben a berillium százaléka nem haladja meg a 0,8% -ot. Az első ötvözetet nagy ötvözetű berillium-bronznak hívták, a második pedig alacsony ötvözetűnek minősül.

A berillium-réznek a következő fizikai-kémiai tulajdonságai vannak.

1. Túl drága elektromos és hővezető képesség. Ezekben a paraméterekben az anyag csak kissé rosszabb a réznél.
2. Megnövekedett rugalmassági határ.
3. A szikra hiánya mechanikus ütések során.
4. Magas korrózióállóság, keménység és átmeneti ellenállás.

Mindezek a tulajdonságok maximálisan megnyilvánulnak minden olyan pillanatban, amikor a berilliumbronzot különféle feldolgozási és edzési módszereknek vetik alá. Például, ha a végső rugalmasságot mesterségesen érleljük, akkor ezek az anyagok elérik az oltást, amelyet körülbelül 770 fok hőmérsékleten végeznek - ebben az állapotban a berillium-bronz rendkívül könnyű.

Az anyag tipikus ellenállása 450 MPa-nak felel meg. Ez a paraméter kétszer növekszik az ötvözet plasztikus deformációja során 35-50% -kal. Ennek eredményeként az öregedés után, amelyet közvetlenül az oltási folyamat befejezése után hajtanak végre, a berillium mechanikai tulajdonságai rendkívül magasra válnak.

Az ipar számára kritikus réz-berillium-összetétel paraméterei messze nem korlátozódnak a felsoroltokra. Az összes bronzötvözet, amelynek szerkezetében a berillium is, magas hőállósággal jellemezhető - az ezekből készült termékek 340 ° C hőmérsékleten képesek megváltoztatni képességeiket. És ha 500 ° C-ra hevítik, akkor a berilliumbronzok mechanikai tulajdonságai és sűrűsége indikátorukban teljesen megegyezik az alumíniummal, valamint az ón-foszfát kompozíciókkal kb. +20 fokos működési hőmérsékleten.

Ez a tulajdonság lehetővé teszi a berilliumbronz felhasználását a legmagasabb színű alakú öntvények előállításához.

A berilliumötvözetek könnyen megmunkálhatók (vágás, keményforrasztás és hegesztés). Bár vannak korlátozások a fenti manipulációkra. Tehát minden berilliumötvözetet azonnal meg kell forrasztani, miután a mechanikus sztrippelést befejezték. Ebben az esetben ezüst forrasztást, valamint fluxust kell használni. Fontos, hogy a fluorsók szükségszerűen jelen legyenek a fluxusban. Az utóbbi években az úgynevezett vákuumforrasztás nagyon elterjedté vált - sűrű folyadékbevonat alatt hajtják végre. Így biztosított az egyedi termékminőség.

De az elektromos ívhegesztést manapság gyakorlatilag nem használják berillium-réz kezelésekor, mivel ennek jelentős kristályosodási hőintervalluma van. Varrat hegesztése, valamint pont- és hengeres típusú hegesztés inert környezetben, meglehetősen teljes mennyiségben. Érdemes hozzátenni, hogy az anyag különleges mechanikai tulajdonságai nem teszik lehetővé a hegesztés elvégzését közvetlenül a bronz hőkezelése után - ezt mindenképpen figyelembe kell venni, amikor figyelembe vesszük az előállításuk technológiáját.

Különös figyelmet érdemel olyan mutató, mint: hűtési sebesség. Ennek a mutatónak rendkívül élesnek kell lennie a túltelített szilárd készítmény bomlásának megakadályozása érdekében. Ezért a működő oltóanyag kiválasztásakor először a kritikus sebességmérőkből kell kiindulni.Ezek az adatok megerősítik, hogy a bronz megszilárdulásakor a maximális hűtési sebességnek a folyosón 500–250 foknak kell lennie.

Ebben az intervallumban lelassult folyamatok a keményítő korai felszabadulását vonják maguk után, és csökkentik a további keményedési képességet. A kritikus hűtési sebesség, amely lehetővé teszi a fizikai és műszaki jellemzők optimális kombinációját, 30–60 g / másodpercnek felel meg réz számára berillium hozzáadásával. A kívánt érték elérése érdekében az ötvözetet általában vízben megbontják. A kritikus sebességparaméterek csökkentése érdekében általában egy kis kobalt kerül az ötvözetbe. Az ilyen fém minimális adalékanyagai megnövelik a túlhűtött oldat ellenállását. Hasonlóképpen, a magnézium-szennyeződések befolyásolhatják a bronz ellenállását.

Vizuálisan a berillium-bronz színes ötvözetnek tűnik, amelyek együtt vannak Rugóelemek, huzal, rudak és más elemek gyártásához használják, amelyek megőrzik a konfigurációt. Gyakori deformációkkal és állandó túlterhelésekkel egy ilyen huzal megnöveli az elektromos vezetőképességet, és alacsony frekvenciájú érintkezőkben használják elektromos csatlakozók gyártására.

Erős nem mágneses és nem szikrázó berillium réz széles körű alkalmazást talált a fogó, késvéső, kalapács és villáskulcs gyártásában. ötvözet optimális bizonyos robbanóanyagok kezelésérepéldául gabonafelvonókban, olajfúróberendezésekben vagy szénbányákban.

Az ötvözet széles körű használata kriogén berendezésekheza legalacsonyabb hőmérsékleten alkalmazzák. Például hűtőszekrények. A réz-berillium e területen történő alkalmazásának fontosságát annak erőssége és megnövekedett hővezető képessége magyarázza ebben a hőmérsékleti tartományban.

Használjon összetételt lőfegyverek előállításához. Bár egy ilyen alkalmazás meglehetősen szokatlan, mivel egy acélgolyó olcsóbb, és ugyanakkor nagyon hasonló tulajdonságokkal rendelkezik. A réz-berillium drótok egyszerre több formában is kaphatók. Lehet göndör vagy lapos, kerek vagy négyzet alakú, különféle egyenes rétegek, valamint tekercsek vagy gombolyagok vannak a piacon.

Érdekes információkat a berilliumról a következő videó mutat be.