ברונזה בריליום: הרכב, תכונות ויישום

בסקירתנו, נתעכב על התכונות והפרמטרים הפיזיקו-כימיים של סגסוגת הנחושת-בריליום, הידועה יותר בשם ברונזה בריליום. בואו נדבר על המאפיינים הפיזיים והכימיים, כמו גם על היקף ההרכב הייחודי הזה.

ברונזה בריליום היא סגסוגת נחושת-בריליום, הכוללת בין 0.5 ל -3% בריליום, במקרים מסוימים ניתן להוסיף זיהומים אחרים. ברונזה בריליום שונה:

1. צפיפות וחוזק מוגברים בשילוב עם מאפיינים לא מגנטיים והיעדר מוחלט של ניצוץ.
2. הוא מסוגל לעבור כל סוג של עיבוד - חיתוך ועיצוב.
3. סגסוגת נמצאת בשימוש נרחב לייצור מכשירים, כולל כלי נגינה, כמו גם כלי דיוק וכדורי נשק בעלי דיוק גבוה.
4. נחושת-בריליום מצאה את היישום שלה בטכנולוגיות תעופה וחלל.

ברונזה בריליום שייכת לקבוצה של מה שמכונה יצירות הקשחת פיזור. המאפיין המובהק שלהם הוא התלות של מסיסות החומרים המסגסנים בחימום.

כאשר מתבצע מרווה מאזור חד פאזי במוצק, נוצר מספר מוגזם של אטומים של מרכיב הסגסוגת הראשי בהשוואה למצב שיווי המשקל של מערכת כזו. התמיסה המוצקה המרוכזת המתקבלת מאופיינת בחוסר יציבות תרמודינמית ובנטייה לפירוק; תהליך זה מופעל עם עלייה ברמת הטמפרטורה. השפעת הדחיסה מוסברת על ידי פיזור המשקעים המתקבלים כתוצאה מפירוק החומרים.

הנוסחה הכימית של ברונזה בריליום היא BrB2, הרכב שלה מתואר בפירוט ב- GOST הנוכחי.

הסגסוגת כוללת את המרכיבים הבאים:

• נחושת 97-98%;
• בריליום 1.9-2.1%;
• ניקל 0.2-0.5%;
• פחות מ- 0.5% מהתוספים.

תרכובות הנחושת-בריליום הנפוצות ביותר המכילות 2% בריליום, כמו גם סגסוגות נחושת-בריליום קובלט, בהן אחוז הבריליום אינו עולה על 0.8%. הסגסוגת הראשונה נקראה ברונזה ברונזה סגסוגת גבוהה, השנייה מסווגת ככיתה של סגסוגת נמוכה.

נחושת בריליום כוללת את המאפיינים הפיזיקו-כימיים הבאים.

1. מוליכות חשמלית ותרמית במחיר מופקע. בפרמטרים אלה החומר נחות מעט במעט מנחושת.
2. גבול אלסטי מוגבר.
3. חוסר ניצוץ במהלך זעזועים מכניים.
4. פרמטרים גבוהים של עמידות בפני קורוזיה, קשיות ועמידות זמנית.

כל המאפיינים הללו באים לידי ביטוי בצורה מרבית לכל הרגעים שבהם ברונזה הבריליום נתונה לשיטות עיבוד והתקשות שונות. לדוגמא, כאשר מזדקנים באופן מלאכותי את השמישות האולטימטיבית, חומרים כאלה מגיעים לאחר ההתרסקות, המתבצעת בטמפרטורה של בערך 770 מעלות - במצב זה, ברונזה בריליום היא בעלת משקל קל במיוחד.

עמידות אופיינית של החומר תואמת 450 MPa. פרמטר זה גדל פי 2 במהלך עיוות פלסטי של הסגסוגת ב- 35-50%. כתוצאה מכך, לאחר ההזדקנות, המתבצעת מיד לאחר סיום תהליך ההרבעה, התכונות המכניות של הבריליום הופכות לגדולות ביותר.

הפרמטרים של הרכב נחושת-בריליום שהם קריטיים לתעשייה רחוקים מלהיות מוגבלים לאלו המפורטים. כל סגסוגות הברונזה, אשר מבנהן כולל בריליום, מאופיינות בעמידות גבוהה בפני חום - מוצרים המיוצרים מהם יכולים לתפקד מבלי לשנות את יכולתם בטמפרטורות של עד 340 מעלות צלזיוס. וכאשר מחוממים ל -500 מעלות, התכונות המכניות והצפיפות של כל ברונזי הבריליום הופכים זהים לחלוטין במדדים שלהם לאלומיניום, כמו גם קומפוזיציות פח-פוספט בטמפרטורת הפעלה סטנדרטית של כ- 20 מעלות.

מאפיין זה מאפשר שימוש ברונזה בריליום לייצור יציקות מעוצבות באיכות הגבוהה ביותר.

ניתן לבצע עיבוד של סגסוגות בריליום בקלות (חיתוך, הלחמה וריתוך). אמנם יש כמה מגבלות על המניפולציות שלעיל. לכן יש לסתום את הלחמת כל סגסוגות הבריליום מיד עם השלמת הפשטת המכני שלהם. במקרה זה, יש להשתמש בהלחמת כסף, כמו גם שטף. חשוב שמלחי פלואוריד יופיעו בהכרח בשטף עצמו. בשנים האחרונות, מה שמכונה הלחמת ואקום הפך נפוץ מאוד - הוא מתבצע תחת ציפוי שטף עבה. כך מובטחת איכות מוצר ייחודית.

אבל ריתוך בקשת חשמלית כיום כמעט ולא נעשה שימוש בעבודה עם נחושת בריליום, מכיוון שיש לו מרווח תרמי משמעותי להתגבשות. ריתוך של תפר, כמו גם סוגי ספוטים וגלילים בסביבות אינרטיות שולטים בנפח שלם למדי. כדאי להוסיף כי המאפיינים המכניים הספציפיים של החומר אינם מאפשרים לבצע ריתוך מיד לאחר טיפול בחום בברונזה - יש בהחלט לזכור זאת כאשר שוקלים את הטכנולוגיה לעיבודם.

תשומת לב מיוחדת ראויה לאינדיקטור כזה קצב קירור. מחוון זה צריך להיות חד ביותר כדי למנוע את פירוק הרכב המוצק העל-רווי. זו הסיבה שכאשר בוחרים מדיה מרווה פועלת, ראשית כל יש להמשיך ממדדי מהירות קריטיים.נתונים אלה מאשרים כי במהלך התקשות הברונזה, שיעורי הקירור המרביים צריכים להיות במסדרון של 500-250 מעלות.

תהליכים איטיים במרווח זה גורמים לשחרור מוקדם של המקשה וגורמים לירידה ביכולת ההתקשות נוספת. קצב הקירור הקריטי, המאפשר להשיג את השילוב האופטימלי של מאפיינים פיזיים וטכניים, תואם 30-60 גרם לשנייה עבור נחושת בתוספת בריליום. כדי להשיג את הערך הרצוי, הסגסוגת מרווה בדרך כלל במים. על מנת להפחית את פרמטרי המהירות הקריטית, בדרך כלל מוחדר מעט קובלט לסגסוגת. תוספות מינימליות של מתכת כזו גורמות לעלייה בהתנגדות של הפתרון המצונן-על. באופן דומה, זיהומים מגנזיום יכולים להשפיע על עמידות הברונזה.

מבחינה ויזואלית, ברונזה בריליום נראה כמו סגסוגת צבעונית, אשר יחד הוא משמש בייצור אלמנטים קפיציים, חוט, מוטות וכמה אלמנטים אחרים הדורשים שימור תצורה. עם עיוותים תכופים ועומסי יתר קבועים, חוט כזה הגביר את המוליכות החשמלית, הוא משמש במגעים בתדרים נמוכים לייצור מחברים חשמליים.

נחושת בריליום חזקה ולא מגנטית חזקה מצא יישום נרחב בייצור צבת, אזמלים לסכינים, פטישים וברגים. סגסוגת אופטימלי לטיפול בחומרים נפיצים מסוימיםלמשל במעליות תבואה, אסדות נפט או במכרות פחם.

שימוש נרחב בסגסוגת עבור ציוד קריוגנימיושם בטמפרטורות הכי נמוכות. לדוגמא מקררים. הרלוונטיות של שימוש בנחושת-בריליום באזור זה מוסברת על ידי חוזקו ומוליכות תרמית מוגברת בטווח טמפרטורות זה.

השתמש בהרכב לייצור כדורי נשק. אם כי יישום כזה הוא די יוצא דופן, מכיוון שכדור פלדה זול יותר ובו בזמן יש מאפיינים די דומים. חוט נחושת-בריליום זמין בכמה צורות בבת אחת. זה יכול להיות מתולתל או שטוח, עגול או מרובע, שכבות ישרות שונות, כמו גם סלילים או שיפודים, מוצעים למכירה.

מידע מעניין על הבריליום מוצג בסרטון הבא.