Berilija bronza: sastāvs, īpašības un pielietojums

Šajā pārskatā mēs pievērsīsimies vara un berilija sakausējuma, labāk pazīstama kā berilija bronza, īpašībām un fizikāli ķīmiskajiem parametriem. Parunāsim par fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām, kā arī par šī unikālā sastāva darbības jomu.

Berilija bronza ir vara-berilija sakausējums, kas satur no 0,5 līdz 3% berilija, dažos gadījumos var pievienot citus piemaisījumus. Berilija bronza dažādi:

1. Paaugstināts blīvums un stiprums kombinācijā ar nemagnētiskajiem parametriem un pilnīgu dzirksteļošanas neesamību.
2. Tas var tikt pakļauts jebkura veida apstrādei - griešanai un formēšanai.
3. Sakausējumu plaši izmanto instrumentu, tostarp mūzikas instrumentu, kā arī augstas precizitātes instrumentu un šaujamieroču ložu ražošanā.
4. Vara-berilijs atrada savu pielietojumu kosmiskās aviācijas tehnoloģijās.

Berilija bronza pieder tā saukto dispersijas sacietēšanas kompozīciju grupai. To atšķirīgā īpašība ir leģējošo sastāvdaļu šķīdības atkarība no karsēšanas.

Kad atdzesēšana tiek veikta no vienfāzes apgabala cietā stāvoklī, veidojas pārmērīgs galvenā leģējošā komponenta atomu skaits, salīdzinot ar šādas sistēmas līdzsvara stāvokli. Iegūtajam koncentrētajam cietajam šķīdumam ir raksturīga termodinamiskā nestabilitāte un tendence sadalīties; šis process tiek aktivizēts, paaugstinoties temperatūras līmenim. Blīvēšanas efektu izskaidro ar nogulsnēm, kas iegūtas vielu sadalīšanās rezultātā.

Berilija bronzas ķīmiskā formula ir BrB2, tā sastāvs ir sīki aprakstīts pašreizējā GOST.

Sakausējumā ietilpst šādas sastāvdaļas:

• varš 97-98%;
• berilijs 1,9-2,1%;
• niķelis 0,2–0,5%;
• mazāk nekā 0,5% piedevu.

Visbiežāk izmantotie vara-berilija savienojumi, kas satur 2% berilija, kā arī vara-berilija-kobalta sakausējumi, kuros berilija procentuālais daudzums nepārsniedz 0,8%. Pirmo sakausējumu sauca par ļoti sakausētu berilija bronzu, otro klasificēja kā zemu sakausējumu pakāpi.

Berilija varam ir šādas fizikāli ķīmiskās īpašības.

1. Pārāk dārga elektriskā un siltumvadītspēja. Šajos parametros viela ir tikai nedaudz zemāka par varu.
2. Paaugstināta elastības robeža.
3. Dzirksteles trūkums mehānisku triecienu laikā.
4. Augsti izturības pret koroziju, cietības un īslaicīgas izturības parametri.

Visas šīs īpašības maksimāli izpaužas visos brīžos, kad berilija bronza tiek pakļauta dažādām apstrādes un sacietēšanas metodēm. Piemēram, mākslīgi novecojot maksimālo elastību, šādas vielas sasniedz pēc rūdīšanas, kas tiek veikta apmēram 770 grādu temperatūrā - šādā stāvoklī berilija bronza ir ārkārtīgi viegla.

Vielas tipiskā pretestība atbilst 450 MPa. Šis parametrs sakausējuma plastiskās deformācijas laikā palielinās 2 reizes par 35-50%. Tā rezultātā pēc novecošanas, kas tiek veikta tūlīt pēc atdzēšanas procesa pabeigšanas, berilija mehāniskās īpašības kļūst ārkārtīgi augstas.

Rūpniecībai kritiski svarīgie vara-berilija sastāva parametri nebūt nav ierobežoti ar uzskaitītajiem. Visiem bronzas sakausējumiem, kuru struktūrā ietilpst berilijs, ir raksturīga augsta karstumizturība - no tiem izgatavotie izstrādājumi var darboties, nemainot savas iespējas temperatūrā līdz 340 grādiem pēc Celsija. Sildot līdz 500 grādiem, jebkura berilija bronzas mehāniskās īpašības un blīvums pēc to rādītājiem kļūst pilnīgi identiski alumīnijam, kā arī alvas-fosfāta kompozīcijām standarta darba temperatūrā aptuveni +20 grādi.

Šis īpašums ļauj izmantot berilija bronzu visaugstākās kvalitātes formas lējumu ražošanai.

Berilija sakausējumus var viegli apstrādāt (griešana, cietlodēšana un metināšana). Lai gan iepriekšminētajām manipulācijām ir daži ierobežojumi. Tātad, visi berilija sakausējumi būtu jālodē tūlīt pēc to mehāniskās noņemšanas. Šajā gadījumā jāizmanto sudraba lodēšana, kā arī plūsma. Ir svarīgi, lai fluora sāļi obligāti atrastos pašā plūsmā. Pēdējos gados ļoti izplatīta ir tā saucamā vakuuma cietlodēšana - to veic zem biezas plūsmas pārklājuma. Tādējādi tiek nodrošināta unikāla produkta kvalitāte.

Bet elektrisko loka metināšanu mūsdienās praktiski neizmanto, strādājot ar berilija varu, jo tai ir ievērojams kristalizācijas termiskais intervāls. Šuvju metināšana, kā arī vietas un rullīšu veidi inertajās vidēs, kas apgūti diezgan pilnā apjomā. Ir vērts piebilst, ka materiāla īpašās mehāniskās īpašības neļauj metināšanu veikt tūlīt pēc bronzas termiskās apstrādes - tas noteikti jāatceras, apsverot tehnoloģiju to apstrādei.

Īpaša uzmanība ir pelnījusi tādu rādītāju kā dzesēšanas ātrums. Šim indikatoram jābūt ārkārtīgi asam, lai novērstu pārāk piesātināta cietā sastāva sadalīšanos. Tieši tāpēc, izvēloties strādājošus slāpēšanas līdzekļus, vispirms ir jāturpina no kritiskiem ātruma indikatoriem.Šie dati apstiprina, ka bronzas sacietēšanas laikā maksimālajam dzesēšanas ātrumam jābūt koridorā no 500 līdz 250 grādiem.

Palēnināti procesi šajā intervālā nozīmē cietinātāja agrīnu atbrīvošanu un samazina spēju vēl vairāk sacietēt. Kritiskais dzesēšanas ātrums, kas ļauj sasniegt optimālu fizikālo un tehnisko īpašību apvienojumu, ir 30–60 g / sekundē varam, pievienojot beriliju. Lai sasniegtu vēlamo vērtību, sakausējumu parasti atdzesē ūdenī. Lai samazinātu kritiskos ātruma parametrus, sakausējumā parasti ievada nedaudz kobalta. Šādu metālu minimālās piedevas palielina atdzesētā šķīduma pretestību. Tāpat magnija piemaisījumi var ietekmēt bronzas pretestību.

Vizuāli berilija bronza izskatās kā krāsains sakausējums, kas kopā veidojas To izmanto atsperu elementu, stiepļu, stieņu un dažu citu elementu ražošanā, kuriem nepieciešama konfigurācijas saglabāšana. Ar biežām deformācijām un pastāvīgām pārslodzēm šādam vadam ir palielināta elektriskā vadītspēja, to izmanto zemas frekvences kontaktos elektrisko savienotāju ražošanai.

Spēcīgs nemagnētiskais un nedzirkstošais berilija varš tika plaši izmantots knaibles, nažu kalti, āmuri un uzgriežņu atslēgas. Sakausējums optimāls dažu sprādzienbīstamu vielu apstrādeipiemēram, graudu elevatoros, naftas urbumos vai ogļu raktuvēs.

Plaša sakausējuma izmantošana kriogēnām iekārtāmtiek piemērota viszemākajā temperatūrā. Piemēram, ledusskapji. Vara-berilija izmantošanas lietderība šajā apgabalā ir izskaidrojama ar tā stiprību un paaugstinātu siltuma vadītspēju šajā temperatūras diapazonā.

Izmantojiet sastāvu šaujamieroču ložu ražošanai. Lai gan šāds pielietojums ir diezgan neparasts, jo tērauda lode ir lētāka un tajā pašā laikā tai ir diezgan līdzīgas īpašības. Vara-berilija stieple ir pieejama vairākās formās vienlaikus. Tas var būt cirtaini vai plakani, apaļi vai kvadrātveida, pārdošanā ir dažādi taisni slāņi, kā arī spoles vai šķeteres.

Interesanta informācija par beriliju tiek parādīta nākamajā video.