Berylliumbronze: sammensætning, egenskaber og anvendelse

I vores anmeldelse vil vi dvæle mere detaljeret på funktionerne og de fysisk-kemiske parametre for kobber-beryllium-legeringen, bedre kendt som berylliumbronze. Lad os tale om de fysiske og kemiske egenskaber såvel som anvendelsesområdet for denne unikke sammensætning.

Berylliumbronze er en kobber-beryllium-legering indeholdende fra 0,5 til 3% beryllium, i nogle tilfælde kan andre urenheder tilsættes. Beryllium bronze er anderledes:

1. Øget tæthed og styrke, kombineret med ikke-magnetiske egenskaber og et fuldstændigt fravær af gnister.
2. Det er i stand til at gennemgå enhver form for bearbejdning - skæring og formning.
3. Legeringen er meget brugt til fremstilling af instrumenter, herunder musikinstrumenter, samt præcisionsinstrumenter og kugler til skydevåben.
4. Kobber-beryllium har også fundet sin anvendelse i rumfartsteknologier.

Berylliumbronze tilhører gruppen af ​​såkaldte dispersionshærdende sammensætninger... Deres karakteristiske kendetegn er afhængigheden af ​​graden af ​​opløselighed af legeringsingredienser ved opvarmning.

Når quenching udføres fra en enkeltfaset sektion i et fast stof, dannes et for stort antal atomer af hovedlegeringskomponenten i sammenligning med ligevægtstilstanden for et sådant system. Den resulterende koncentrerede faste opløsning er karakteriseret ved termodynamisk ustabilitet og en tendens til nedbrydning; med en stigning i temperaturniveauet aktiveres denne proces. Effekten af ​​komprimering forklares ved spredningen af ​​bundfaldet opnået som følge af nedbrydning af stoffer.

Den kemiske formel for berylliumbronze er BrB2, dens sammensætning er detaljeret i den nuværende GOST.

Legeringen indeholder følgende ingredienser:

• kobber 97-98%;
• beryllium 1,9-2,1%;
• nikkel 0,2-0,5%;
• mindre end 0,5 % tilsætningsstoffer.

De mest almindeligt anvendte kobber-beryllium-sammensætninger indeholdende 2% beryllium, samt kobber-beryllium-cobalt-legeringer, hvor procentdelen af ​​beryllium ikke overstiger 0,8%. Den første legering kaldes højlegeret berylliumbronze, den anden tilhører gruppen af ​​lavlegerede kvaliteter.

Beryllium kobber har følgende fysisk-kemiske egenskaber.

1. Overvurderet elektrisk og termisk ledningsevne. Ifølge disse parametre er stoffet kun lidt ringere end kobber.
2. Øget elastikgrænse.
3. Manglende gnistdannelse under mekanisk stød.
4. Høje parametre for korrosionsbestandighed, hårdhed og midlertidig modstand.

Alle disse egenskaber manifesteres maksimalt i alle øjeblikke, hvor berylliumbronze udsættes for forskellige behandlings- og bratkølingsmetoder. For eksempel når sådanne stoffer med kunstig aldring deres ultimative plasticitet efter quenching, som udføres ved en temperatur på omkring 770 grader - i denne tilstand er berylliumbronze ekstremt let.

Typisk resistens af stoffet svarer til 450 MPa. Denne parameter fordobles under processerne med plastisk deformation af legeringen med 35-50%. Som følge heraf bliver berylliums mekaniske egenskaber ekstremt høje efter ældning, som udføres umiddelbart efter afslutningen af ​​hærdningsprocessen.

Parametrene for kobber-beryllium-sammensætningen, som er grundlæggende for industrien, er langt fra begrænset til de anførte. Alle bronzelegeringer, hvis struktur inkluderer beryllium, er kendetegnet ved høj varmebestandighed - produkter fremstillet af dem kan fungere uden at ændre deres evner ved temperaturer op til 340 grader Celsius. Og når de opvarmes til 500 grader, bliver de mekaniske egenskaber og densiteten af ​​enhver berylliumbronze fuldstændig identisk i deres ydeevne til aluminium såvel som tin-phosphorit-sammensætninger ved en standard driftstemperatur på omkring +20 grader.

Denne egenskab tillader brugen af ​​berylliumbronze til fremstilling af formstøbte emner af højeste kvalitet.

Berylliumlegeringer er let tilgængelige for enhver mekanisk bearbejdning (skæring, lodning og svejsning). Selvom der er nogle begrænsninger for at udføre de anførte manipulationer. Alle berylliumlegeringer bør derfor loddes umiddelbart efter, at mekanisk stripning er afsluttet. I dette tilfælde skal du sørge for at bruge sølvloddemiddel samt flux. Det er vigtigt, at fluorsalte altid er til stede i selve flusmidlet. I de senere år er den såkaldte vakuumlodning blevet udbredt - den udføres under en tyk belægning af flusmiddel. Dermed er produktets unikke kvalitet sikret.

Men i dag bruges elektrisk lysbuesvejsning praktisk talt ikke, når man arbejder med berylliumkobber, da det har et betydeligt termisk krystallisationsinterval. Svejsning af søm, samt punkt- og rulletyper i inerte medier er mestret til fulde. Det skal tilføjes, at materialets specifikke mekaniske egenskaber ikke tillader, at svejsearbejde udføres umiddelbart efter varmebehandlingen af ​​bronze - dette skal bestemt tages i betragtning, når man tænker over teknologien til deres behandling.

Følgende indikator fortjener særlig opmærksomhed: kølehastighed. Denne indikator skal være ekstremt skarp for at forhindre nedbrydning af den overmættede faste sammensætning. Derfor skal man først og fremmest gå ud fra de kritiske hastighedsindikatorer, når man vælger arbejdsbrølende medier.Disse data bekræfter, at under bratkøling af bronze bør de maksimale afkølingshastigheder være i området 500-250 grader.

Langsomme processer i dette interval fører til tidlig frigivelse af hærderen og forårsager et fald i evnen til yderligere at hærde. Den kritiske kølehastighed, som gør det muligt at opnå en optimal kombination af fysiske og tekniske egenskaber, svarer til 30-60 g/s for kobber tilsat beryllium. For at opnå den ønskede værdi, bratkøles legeringen normalt i vand. For at reducere de kritiske hastighedsparametre tilsættes normalt lidt kobolt til legeringen. Minimale tilsætninger af et sådant metal øger stabiliteten af ​​den superafkølede opløsning. Ligeledes kan magnesium urenheder påvirke holdbarheden af ​​bronze.

Visuelt ligner berylliumbronze en farvet legering, som tilsammen bruges til fremstilling af fjederelementer, tråd, stænger og nogle andre elementer, der er nødvendige for at opretholde konfigurationen. Med hyppige deformationer og konstante overbelastninger har en sådan ledning en øget elektrisk ledningsevne, den bruges i lavfrekvente kontakter til fremstilling af elektriske stik.

Stærk ikke-magnetisk, men ikke-gnistrende beryllium kobber fundet bred anvendelse i fremstillingen af ​​tænger, mejsler af knive, hamre og skruenøgler. Legering optimal til håndtering af nogle eksplosive stofferfor eksempel i kornelevatorer, olieplatforme eller i kulminer.

Almindelig brug af legeringen til kryogent udstyrbruges ved de laveste temperaturer. For eksempel kølebiler. Relevansen af ​​at bruge kobber-beryllium i dette område forklares af dets styrke og øgede varmeledningsevne i dette temperaturområde.

Brug sammensætningen til produktion af kugler. Selvom en sådan applikation er ret usædvanlig, da en stålkugle er billigere og samtidig har ret lignende egenskaber. Kobber-berylliumtråd fås i flere former på én gang. Det kan være krøllet eller fladt, rundt eller firkantet; forskellige lige lag, såvel som spoler eller spoler er til salg.

Interessant information om beryllium præsenteres i følgende video.