Berylliumbrons: sammansättning, egenskaper och applikation

I vår översyn kommer vi att tänka på funktionerna och fysikalisk-kemiska parametrarna för koppar-berryliumlegeringen, bättre känd som berylliumbrons. Låt oss prata om de fysikaliska och kemiska egenskaperna, liksom omfattningen av denna unika sammansättning.

Berylliumbrons är en koppar-berryliumlegering, innefattande 0,5 till 3% beryllium, i vissa fall kan andra föroreningar tillsättas. Beryllium brons kännetecknad av:

1. Ökad densitet och styrka i kombination med icke-magnetiska egenskaper och fullständig frånvaro av gnista.
2. Den kan genomgå alla typer av bearbetning - skärning och gjutning.
3. Legering används ofta för tillverkning av instrument, inklusive musikinstrument, liksom instrument med hög precision och kulor för skjutvapen.
4. Koppar-beryllium fann sin tillämpning inom flyg- och rymdteknik.

Berylliumbrons tillhör gruppen av så kallade dispersionshärdande kompositioner. Deras utmärkande kännetecken är beroende av lösligheten hos de legeringsbeståndsdelarna på uppvärmning.

När kylning utförs från en enfasregion i det fasta ämnet, bildas ett överdrivet antal atomer i huvudlegeringskomponenten i jämförelse med jämviktstillståndet för ett sådant system. Den resulterande koncentrerade fasta lösningen kännetecknas av termodynamisk instabilitet och en tendens till sönderdelning, denna process aktiveras med en ökning av temperaturnivån. Komprimeringseffekten förklaras av spridningen av de fällningar som erhållits som ett resultat av nedbrytningen av ämnen.

Den kemiska formeln för berylliumbrons är BrB2, dess sammansättning beskrivs i detalj i den aktuella GOST.

Legeringen innehåller följande ingredienser:

• koppar 97-98%;
• beryllium 1,9-2,1%;
• nickel 0,2-0,5%;
• mindre än 0,5% tillsatser.

De vanligaste koppar-berylliumföreningarna som innehåller 2% beryllium samt koppar-beryllium-koboltlegeringar, där andelen beryllium inte överstiger 0,8%. Den första legeringen kallades höglegerad berylliumbrons, den andra klassificeras som en låglegeringskvalitet.

Beryllium koppar har följande fysikalisk-kemiska egenskaper.

1. Dålig elektrisk och termisk konduktivitet. I dessa parametrar är ämnet endast något lägre än koppar.
2. Ökad elastisk gräns.
3. Brist på gnistor vid mekaniska stötar.
4. Höga parametrar för korrosionsbeständighet, hårdhet och tillfällig motstånd.

Alla dessa egenskaper manifesteras maximalt för alla ögonblick när berylliumbrons utsätts för olika bearbetnings- och härdningsmetoder. Till exempel, vid konstgjord åldring av den ultimata duktiliteten, når sådana ämnen efter kylning, som utförs vid en temperatur av cirka 770 grader - i detta tillstånd är berylliumbrons extremt lätt.

Ämnets typiska motstånd motsvarar 450 MPa. Denna parameter ökar två gånger under plastisk deformation av legeringen med 35-50%. Som ett resultat, efter åldring, som utförs omedelbart efter att kylningsprocessen har avslutats, blir de mekaniska egenskaperna hos beryllium extremt hög.

Parametrarna för koppar-berylliumkomposition som är kritiska för industrin är långt ifrån begränsade till de som anges. Alla bronslegeringar, vars struktur innehåller beryllium, kännetecknas av hög värmebeständighet - produkter tillverkade av dem kan fungera utan att ändra kapacitet vid temperaturer upp till 340 grader Celsius. Och när de värms upp till 500 grader blir de mekaniska egenskaperna och densiteten hos berylliumbronser helt identiska i sina indikatorer som aluminium, liksom tennfosfatkompositioner vid en standard driftstemperatur på cirka +20 grader.

Denna egenskap tillåter användning av berylliumbrons för produktion av formade gjutgods av högsta kvalitet.

Berylliumlegeringar kan enkelt bearbetas (skärning, hårdlödning och svetsning). Även om det finns vissa begränsningar för ovanstående manipulationer. Så alla berylliumlegeringar bör lödas omedelbart efter avslutad mekanisk strippning. I detta fall bör silverlödning, liksom flussmedel, användas. Det är viktigt att fluoridsalter nödvändigtvis finns i själva flödet. Under de senaste åren har den så kallade vakuumlödningen blivit mycket utbredd - den utförs under en tjock flussbeläggning. Således säkerställs unik produktkvalitet.

Men elektrisk bågsvetsning idag används praktiskt taget inte när man arbetar med berylliumkoppar, eftersom det har ett betydande termiskt kristallisationsintervall. Svetsning av sutur, såväl som fläck- och rulltyper i inerta miljöer behärskade i en ganska fullständig volym. Det är värt att tillföra att de specifika mekaniska egenskaperna hos materialet inte tillåter svetsning att utföras omedelbart efter värmebehandlingen av brons - detta måste man säkert komma ihåg när man överväger tekniken för att bearbeta dem.

Speciell uppmärksamhet förtjänar en sådan indikator som kylningshastighet. Denna indikator bör vara extremt skarp för att förhindra sönderdelning av den övermättade fasta kompositionen. Det är därför, när man väljer arbetssläckande media, är det först och främst nödvändigt att gå från kritiska hastighetsindikatorer.Dessa data bekräftar att den maximala kylningshastigheten bör vara i korridoren på 500-250 grader under bronshärdningen.

Långsamma processer i detta intervall medför tidig frisättning av härdaren och orsakar en minskning av förmågan att härda ytterligare. Den kritiska kylningshastigheten, som möjliggör en optimal kombination av fysiska och tekniska egenskaper, motsvarar 30-60 g / sekund för koppar med tillsats av beryllium. För att uppnå önskat värde släckes legeringen vanligtvis i vatten. För att minska parametrarna för kritiska hastigheter införs vanligtvis lite kobolt i legeringen. Minsta tillsatser av en sådan metall orsakar en ökning av resistensen hos den superkylda lösningen. På liknande sätt kan magnesiumföroreningar påverka resistensen hos brons.

Visuellt ser berylliumbrons ut som en färgad legering, som tillsammans Det används vid tillverkning av fjäderelement, tråd, stavar och vissa andra element som kräver konfigurationskonservering. Vid frekventa deformationer och konstant överbelastning har en sådan tråd ökad elektrisk ledningsförmåga, den används i lågfrekventa kontakter för tillverkning av elektriska anslutningar.

Stark, icke-magnetisk och icke-gnistrande berylliumkoppar hittade bred tillämpning vid tillverkning av tång, knivmejslar, hammare och skiftnycklar. legering optimal för hantering av vissa explosiva ämnentill exempel i kornhissar, oljeriggar eller i kolgruvor.

Utbredd användning av legering för kryogen utrustningappliceras vid de mest sänkta temperaturerna. Till exempel kylskåp. Relevansen av att använda koppar-beryllium i detta område förklaras av dess styrka och ökade värmeledningsförmåga i detta temperaturområde.

Använd sammansättning för produktion av skjutvapenkulor. Även om en sådan applikation är ganska ovanlig, eftersom en stålkula är billigare och samtidigt har ganska liknande egenskaper. Koppar-berylliumtråd finns i flera former samtidigt. Det kan vara lockigt eller platt, runt eller fyrkantigt, olika raka lager, liksom spolar eller nøssor, finns till försäljning.

Intressant information om beryllium presenteras i nästa video.