Bronzo al berillio: composizione, proprietà e applicazione

Nella nostra recensione, ci soffermeremo sulle caratteristiche e sui parametri fisico-chimici della lega rame-berillio, meglio conosciuta come bronzo al berillio. Parliamo delle caratteristiche fisiche e chimiche, nonché dell'ambito di questa composizione unica.

Il bronzo al berillio è una lega rame-berillio, comprendente dallo 0,5 al 3% di berillio, in alcuni casi possono essere aggiunte altre impurità. Bronzo al berillio caratterizzato dal fatto di:

1. Maggiore densità e resistenza in combinazione con caratteristiche non magnetiche e la totale assenza di scintille.
2. È in grado di subire qualsiasi tipo di lavorazione: taglio e stampaggio.
3. La lega è ampiamente utilizzata per la fabbricazione di strumenti, compresi strumenti musicali, nonché strumenti e proiettili ad alta precisione per armi da fuoco.
4. Il rame-berillio ha trovato la sua applicazione nelle tecnologie aerospaziali.

Il bronzo al berillio appartiene al gruppo delle cosiddette composizioni per l'indurimento della dispersione. La loro caratteristica distintiva è la dipendenza della solubilità degli ingredienti leganti dal riscaldamento.

Quando l'estinzione viene eseguita da una regione monofase nel solido, si forma un numero eccessivo di atomi del componente di lega principale rispetto allo stato di equilibrio di un tale sistema. La soluzione solida concentrata risultante è caratterizzata da instabilità termodinamica e tendenza alla decomposizione; questo processo si attiva con un aumento del livello di temperatura. L'effetto di compattazione è spiegato dalla dispersione dei precipitati ottenuti a seguito della decomposizione delle sostanze.

La formula chimica del bronzo al berillio è BrB2, la sua composizione è descritta in dettaglio nell'attuale GOST.

La lega comprende i seguenti ingredienti:

• rame 97-98%;
• berillio 1,9-2,1%;
• nichel 0,2-0,5%;
• meno dello 0,5% di additivi.

I composti rame-berillio più comunemente usati contenenti berillio al 2%, nonché leghe rame-berillio-cobalto, dove la percentuale di berillio non supera lo 0,8%. La prima lega era chiamata bronzo al berillio alta lega, la seconda è classificata come bassa lega.

Il rame al berillio ha le seguenti caratteristiche fisico-chimiche.

1. Conduttività elettrica e termica troppo costosa. In questi parametri, la sostanza è solo leggermente inferiore al rame.
2. Limite elastico aumentato.
3. Mancanza di scintille durante gli shock meccanici.
4. Elevati parametri di resistenza alla corrosione, durezza e resistenza temporanea.

Tutte queste caratteristiche si manifestano al massimo per tutti i momenti in cui il bronzo al berillio è sottoposto a vari metodi di lavorazione e indurimento. Ad esempio, quando si invecchia artificialmente la massima duttilità, tali sostanze raggiungono dopo l'estinzione, che viene effettuata a una temperatura di circa 770 gradi - in questo stato, il bronzo al berillio è estremamente leggero.

La resistenza tipica della sostanza corrisponde a 450 MPa. Questo parametro aumenta 2 volte durante la deformazione plastica della lega del 35-50%. Di conseguenza, dopo l'invecchiamento, che viene eseguito immediatamente dopo il completamento del processo di tempra, le proprietà meccaniche del berillio diventano estremamente elevate.

I parametri della composizione rame-berillio che sono fondamentali per l'industria sono lungi dall'essere limitati a quelli elencati. Tutte le leghe di bronzo, la cui struttura comprende il berillio, sono caratterizzate da un'elevata resistenza al calore: i prodotti fabbricati con esse possono funzionare senza modificare le loro capacità a temperature fino a 340 gradi Celsius. E quando riscaldato a 500 gradi, le proprietà meccaniche e la densità di tutti i bronzi al berillio diventano completamente identiche nei loro indicatori all'alluminio, così come le composizioni di stagno-fosfato ad una temperatura operativa standard di circa +20 gradi.

Questa proprietà consente l'uso del bronzo al berillio per la produzione di getti sagomati di altissima qualità.

Le leghe di berillio possono essere facilmente lavorate (taglio, brasatura e saldatura). Sebbene ci siano alcune restrizioni sulle manipolazioni di cui sopra. Pertanto, eventuali leghe di berillio devono essere saldate immediatamente dopo il completamento del loro strippaggio meccanico. In questo caso, è necessario utilizzare la lega d'argento e il flusso. È importante che i sali di fluoruro siano necessariamente presenti nel flusso stesso. Negli ultimi anni, la cosiddetta brasatura sotto vuoto è diventata molto diffusa - viene eseguita sotto uno spesso strato di flusso. Pertanto, è garantita una qualità del prodotto unica.

Ma la saldatura ad arco elettrico oggi non viene praticamente utilizzata quando si lavora con rame al berillio, poiché ha un intervallo termico di cristallizzazione significativo. Saldatura di suture, nonché tipi di punti e rulli in ambienti inerti masterizzati in un volume abbastanza completo. Vale la pena aggiungere che le caratteristiche meccaniche specifiche del materiale non consentono di eseguire la saldatura immediatamente dopo il trattamento termico del bronzo - questo dovrebbe certamente essere ricordato quando si considera la tecnologia per la loro lavorazione.

Un'attenzione particolare merita un indicatore come velocità di raffreddamento. Questo indicatore dovrebbe essere estremamente nitido al fine di prevenire la decomposizione della composizione solida sovrasatura. Ecco perché, quando si selezionano i mezzi di raffreddamento funzionanti, è innanzitutto necessario procedere da indicatori di velocità critici.Questi dati confermano che durante l'indurimento del bronzo, le velocità massime di raffreddamento dovrebbero essere nel corridoio di 500-250 gradi.

I processi rallentati in questo intervallo comportano il rilascio anticipato dell'indurente e causano una diminuzione della capacità di indurimento ulteriore. La velocità di raffreddamento critica, che consente di ottenere la combinazione ottimale di caratteristiche fisiche e tecniche, corrisponde a 30-60 g / secondo per il rame con l'aggiunta di berillio. Per ottenere il valore desiderato, la lega viene di solito spenta in acqua. Al fine di ridurre i parametri di velocità critici, nella lega viene generalmente introdotto un po 'di cobalto. Gli additivi minimi di un tale metallo causano un aumento della resistenza della soluzione super raffreddata. Allo stesso modo, le impurità del magnesio possono influenzare la resistenza del bronzo.

Visivamente, il bronzo al berillio sembra una lega colorata, che insieme Viene utilizzato nella produzione di elementi a molla, filo, barre e alcuni altri elementi che richiedono la conservazione della configurazione. Con frequenti deformazioni e sovraccarichi costanti, tale filo ha una maggiore conduttività elettrica, viene utilizzato nei contatti a bassa frequenza per la produzione di connettori elettrici.

Potente rame berillio non magnetico e non scintillante trovato ampia applicazione nella produzione di pinze, scalpelli, martelli e chiavi inglesi. lega ottimale per la manipolazione di determinate sostanze esplosive, ad esempio, negli elevatori di grano, nelle piattaforme petrolifere o nelle miniere di carbone.

Uso diffuso della lega per attrezzatura criogenicaapplicato alle temperature più basse. Ad esempio, frigoriferi. L'importanza dell'utilizzo del rame-berillio in quest'area è spiegata dalla sua resistenza e dall'aumentata conduttività termica in questo intervallo di temperature.

Usa la composizione per la produzione di proiettili di armi da fuoco. Sebbene un'applicazione del genere sia piuttosto insolita, poiché una pallottola d'acciaio è più economica e allo stesso tempo ha caratteristiche abbastanza simili. Il filo di rame-berillio è disponibile in diverse forme contemporaneamente. Può essere riccio o piatto, rotondo o quadrato, sono in vendita vari strati dritti, così come bobine o matasse.

Informazioni interessanti sul berillio sono presentate nel prossimo video.