金属和合金

铍青铜:成分、性能和应用

铍青铜:成分、性能和应用
内容
  1. 定义
  2. 化合物
  3. 特性
  4. 应用

在我们的评论中,我们将更详细地介绍铜-铍合金(俗称铍青铜)的特性和物理化学参数。让我们谈谈物理和化学特性,以及这种独特成分的范围。

定义

铍青铜是一种铜-铍合金,含有 0.5% 至 3% 的铍,在某些情况下可能会添加其他杂质。 铍青铜 是不同的:

  1. 增加密度和强度,结合非磁性特性和完全没有火花。
  2. 它能够进行任何类型的加工——切割和成型。
  3. 该合金广泛用于制造乐器,包括乐器,以及精密仪器和枪械子弹。
  4. 铜铍也发现了其在航空航天技术中的应用。

重要的!请注意,含有任何数量的铍的合金在制造阶段都具有剧毒和危险。

铍青铜属于所谓的分散硬化组合物。.它们的显着特征是合金成分的溶解度对加热的依赖性。

当从固体中的单相区域进行淬火时,与这种系统的平衡状态相比,形成了过多的主要合金成分的原子。所得浓缩固溶体的特征在于热力学不稳定和衰减趋势;随着温度水平的升高,该过程被激活。压实效应可以通过物质分解所获得的分泌物的分散性来解释。

化合物

铍青铜的化学式为BrB2,其成分在现行GOST中有详细说明。

该合金包括以下成分:

  • 铜 97-98%;
  • 铍 1.9-2.1%;
  • 镍 0.2-0.5%;
  • 低于 0.5% 的添加剂。

最常用的是含2%铍的铜-铍组合物,以及铍含量不超过0.8%的铜-铍-钴合金。第一种合金称为高合金铍青铜,第二种属于低合金牌号组。

特性

铍铜具有以下物理和化学特性。

  1. 增加导电性和导热性。在这些参数中,该物质仅略逊于铜。
  2. 增加弹性极限。
  3. 机械冲击时没有火花。
  4. 耐腐蚀性、硬度和抗拉强度参数高。

当铍青铜经过各种加工和硬化方法时,所有这些特性都最为明显。 例如,通过人工时效,这些物质在硬化后达到其极限可塑性,这是在大约 770 度的温度下进行的——在这种状态下,铍青铜异常轻。

该物质的典型电阻对应于 450 MPa。该参数在合金塑性变形过程中增加 2 倍,增加 35-50%。结果,在硬化过程完成后立即进行的时效处理后,铍的机械性能变得异常高。

铜-铍成分的参数是工业的基础,远不限于所列参数。 所有青铜合金(其结构包括铍)都具有高耐热性的特点——由它们制成的产品在高达 340 摄氏度的温度下可以正常工作而不会改变其性能。当加热到 500 度时,任何铍青铜的机械性能和密度在其性能上与铝以及在大约 +20 度的标准工作温度下的亚磷锡成分完全相同。

这一特性使得使用铍青铜生产最高质量的成型铸件成为可能。

在大多数情况下,合金是以通过成型阶段的半成品形式生产的。大多数情况下,它是薄带、条或线。

铍合金易于进行任何加工(切割、焊接和焊接)。 尽管对上述操作有一些限制。因此,任何铍合金都应在机械清洁完成后立即进行焊接。在这种情况下,请务必使用银焊料和助焊剂。重要的是,氟盐肯定存在于助焊剂本身中。近年来,所谓的真空焊接变得普遍——它是在厚厚的助焊剂涂层下进行的。因此,确保了产品的独特品质。

但如今在处理铍铜时,实际上已不使用电弧焊,因为它具有显着的结晶热间隔。 焊缝的焊接,以及惰性介质中的点焊和滚轮焊接已经相当全面地掌握。值得补充的是,材料的特定机械特性不允许在青铜热处理后立即进行焊接 - 在考虑其加工技术时一定要记住这一点。

值得特别关注的指标是 冷却速度。 为了防止过饱和固体组合物的分解,该指示剂应该非常锋利。这就是为什么在选择加工硬化介质时,首先要从临界速度指标入手。这些数据证实,在青铜硬化过程中,最大冷却速度应在 500-250 度的范围内。

该区间的缓慢过程导致硬化剂的早期释放,并导致进一步硬化的能力下降。允许实现物理和技术特性的最佳组合的临界冷却速率对应于添加铍的铜的 30-60 克/秒。为了达到所需的值,合金通常在水中淬火。为了降低临界速度参数,通常在合金中引入少量钴。这种金属的最低添加量导致过冷溶液的稳定性增加。镁杂质同样会影响青铜的耐用性。

应用

从视觉上看,铍青铜看起来像一种有色合金,它们在一起 用于制造弹簧元件、线材、杆和其他一些需要配置保持的元件。 由于频繁变形和持续过载,这种电线具有更高的导电性;它用于制造电连接器的低频触点。

坚固、无磁性、无火花的铍铜 在钳子、凿子、锤子和扳手的制造中得到了广泛的应用。 合金 最适合处理一些爆炸性物质,例如,在谷物升降机、石油钻井平台或煤矿中。

铍铜合金通常用于制造打击乐器,以确保它们的前向音调和声学共振 - 通常在制作三角形和手鼓时需要这种材料。

合金的常见用途 用于低温设备在最低温度下使用。例如,冰箱。在该领域使用铜铍的相关性可以通过其强度和在该温度范围内增加的热导率来解释。

使用组合 用于生产枪支。 尽管这样的应用非常不寻常,因为钢弹更便宜,同时它们具有非常相似的特性。由铜铍制成的线材一次以多种形式生产。它可以是卷曲的或扁平的,圆形的或方形的;各种直层都有出售,还有线圈或绞线。

以下视频介绍了有关铍的有趣信息。

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