Berylium bronz: zloženie, vlastnosti a použitie

V našom prehľade sa zameriame na vlastnosti a fyzikálno-chemické parametre zliatiny medi a berrylia, známejšej ako berylium bronz. Poďme hovoriť o fyzikálnych a chemických vlastnostiach, ako aj o rozsahu tohto jedinečného zloženia.

Berylium bronz je zliatina medi a berrylia, obsahujúca od 0,5 do 3% berýlia, v niektorých prípadoch sa môžu pridať ďalšie nečistoty. Berylium bronz vyznačujúci sa:

1. Zvýšená hustota a pevnosť v kombinácii s nemagnetickými charakteristikami a úplná absencia iskrenia.
2. Je schopný podstúpiť akýkoľvek druh spracovania - rezanie a formovanie.
3. Zliatina sa široko používa na výrobu nástrojov vrátane hudobných nástrojov, ako aj vysoko presných nástrojov a strelných zbraní pre strelné zbrane.
4. Meď-berylium našlo uplatnenie v leteckých technológiách.

Beryliové bronzy patria do skupiny takzvaných disperzne vytvrdzujúcich kompozícií, Ich charakteristickou vlastnosťou je závislosť rozpustnosti legujúcich prísad na zahrievaní.

Keď sa uhasenie uskutočňuje z jednofázovej oblasti v pevnej látke, vytvorí sa v porovnaní s rovnovážnym stavom takého systému nadmerný počet atómov hlavnej legovacej zložky. Výsledný koncentrovaný pevný roztok je charakterizovaný termodynamickou nestabilitou a tendenciou k rozkladu, tento proces je aktivovaný zvýšením teploty. Zhutňovací účinok sa vysvetľuje disperziou zrazenín získaných v dôsledku rozkladu látok.

Chemický vzorec bronzu berylia je BrB2, jeho zloženie je podrobne opísané v súčasnom GOST.

Zliatina obsahuje tieto zložky:

• meď 97-98%;
• berýlium 1,9 - 2,1%;
• nikel 0,2 až 0,5%;
• menej ako 0,5% prísad.

Najbežnejšie používané zlúčeniny medi a berylia obsahujúce 2% berylia, ako aj zliatiny medi a berylia a kobaltu, kde percento berylia nepresahuje 0,8%. Prvá zliatina sa nazýva vysokolegovaný beryliový bronz, druhá je klasifikovaná ako nízko legovaná.

Meď berýlia má nasledujúce fyzikálno-chemické vlastnosti.

1. Predražená elektrická a tepelná vodivosť. V týchto parametroch je látka iba mierne nižšia ako meď.
2. Zvýšený elastický limit.
3. Nedostatok iskier počas mechanických nárazov.
4. Vysoké parametre odolnosti proti korózii, tvrdosti a dočasného odporu.

Všetky tieto vlastnosti sa maximálne prejavujú vo všetkých okamihoch, keď sa beryliové bronzy podrobujú rôznym spôsobom spracovania a kalenia. Napríklad, keď sa umelo starne konečná tvárnosť, takéto látky sa dostanú po ochladení, ktoré sa uskutočňuje pri teplote asi 770 stupňov - v tomto stave je beryliový bronz extrémne ľahký.

Typická odolnosť látky zodpovedá 450 MPa. Tento parameter sa pri plastickej deformácii zliatiny zvyšuje dvakrát o 35 - 50%. Výsledkom je, že po starnutí, ktoré sa uskutočňuje bezprostredne po ukončení procesu kalenia, sa mechanické vlastnosti berýlia stávajú extrémne vysoké.

Parametre zloženia medi a berýlia, ktoré sú kritické pre priemysel, zďaleka nie sú obmedzené na uvedené. Všetky zliatiny bronzu, ktorých štruktúra obsahuje berýlium, sa vyznačujú vysokou tepelnou odolnosťou - výrobky z nich môžu fungovať bez zmeny svojich schopností pri teplotách do 340 stupňov Celzia. A keď sa zahrievajú na 500 stupňov, mechanické vlastnosti a hustota akýchkoľvek beryliových bronzov sa vo svojich ukazovateľoch úplne zhodujú so zložením hliníka a cínu a fosfátu pri štandardnej prevádzkovej teplote asi +20 stupňov.

Táto vlastnosť umožňuje použitie bronzu berýlia na výrobu tvarovaných odliatkov najvyššej kvality.

Zliatiny berýlia sa dajú ľahko obrábať (rezanie, tvrdé spájkovanie a zváranie). Aj keď existujú obmedzenia týkajúce sa vyššie uvedených manipulácií. Preto by sa akékoľvek zliatiny berýlia mali spájkovať okamžite po dokončení ich mechanického odstránenia. V takom prípade by sa mala použiť strieborná spájka a tavidlo. Je dôležité, aby fluoridové soli boli nevyhnutne prítomné v samotnom tavive. V posledných rokoch sa takzvané vákuové spájkovanie stalo veľmi rozšíreným - vykonáva sa pod hrubým povlakom tavidla. Takto je zaručená jedinečná kvalita produktu.

Elektrické zváranie elektrickým oblúkom sa však dnes pri práci s meďou berýlia prakticky nepoužíva, pretože má výrazný tepelný interval kryštalizácie. Zváranie stehov, ako aj bodových a valcových typov v inertnom prostredí zvládnuté v pomerne úplnom objeme. Je potrebné dodať, že špecifické mechanické vlastnosti materiálu neumožňujú zváranie, ktoré sa má vykonať bezprostredne po tepelnom spracovaní bronzu - toto by sa malo určite pamätať pri zvažovaní technológie na ich spracovanie.

Osobitná pozornosť si zaslúži taký ukazovateľ ako rýchlosť chladenia. Tento indikátor by mal byť veľmi ostrý, aby sa zabránilo rozkladu presýtenej tuhej kompozície. Preto je pri výbere pracovných kaliacich médií potrebné vychádzať predovšetkým z ukazovateľov kritickej rýchlosti.Tieto údaje potvrdzujú, že počas kalenia bronzu by maximálna rýchlosť chladenia mala byť na koridore 500 - 250 stupňov.

Spomalené procesy v tomto intervale znamenajú skoré uvoľnenie tvrdidla a spôsobujú zníženie schopnosti ďalej tvrdnúť. Kritická rýchlosť chladenia, ktorá umožňuje dosiahnuť optimálnu kombináciu fyzikálnych a technických charakteristík, zodpovedá 30 až 60 g / s pre meď s prídavkom berýlia. Aby sa dosiahla požadovaná hodnota, zliatina sa zvyčajne ochladzuje vo vode. Aby sa znížili kritické parametre rýchlosti, do zliatiny sa zvyčajne zavedie trochu kobaltu. Minimálne prísady takého kovu spôsobujú zvýšenie rezistencie podchladeného roztoku. Podobne môžu nečistoty horčíka ovplyvniť odolnosť bronzu.

Vizuálne beryliový bronz vyzerá ako farebná zliatina, ktorá spolu Používa sa pri výrobe pružinových prvkov, drôtov, tyčí a niektorých ďalších prvkov, ktoré si vyžadujú zachovanie konfigurácie. Pri častých deformáciách a konštantnom preťažení má taký drôt zvýšenú elektrickú vodivosť a používa sa pri nízkofrekvenčných kontaktoch na výrobu elektrických konektorov.

Silná nemagnetická a neiskrivá beryliová meď našiel široké uplatnenie pri výrobe klieští, nožových sekáčov, kladív a kľúčov. zliatina optimálne na manipuláciu s určitými výbušnými látkaminapríklad v obilných výťahoch, ropných plošinách alebo v uhoľných baniach.

Rozsiahle použitie zliatiny pre kryogénne zariadeniaaplikované pri najviac znížených teplotách. Napríklad chladničky. Význam použitia berylia meďnatého v tejto oblasti sa vysvetľuje jeho pevnosťou a zvýšenou tepelnou vodivosťou v tomto teplotnom rozsahu.

Použite zloženie na výrobu strelných zbraní. Aj keď je takáto aplikácia pomerne neobvyklá, pretože oceľová guľka je lacnejšia a zároveň má veľmi podobné vlastnosti. Drôty z medi a berylia sú dostupné v niekoľkých formách naraz. Môže byť kučeravá alebo plochá, okrúhla alebo štvorcová, v predaji sú rôzne rovné vrstvy, ako aj cievky alebo pradienka.

Zaujímavé informácie o berýliu sú uvedené v nasledujúcom videu.