Berillium bronz: összetétel, tulajdonságok és alkalmazás

Áttekintésünkben részletesebben kitérünk a réz-berillium ötvözet, ismertebb nevén a berillium bronz jellemzőire és fizikai-kémiai paramétereire. Beszéljünk ennek az egyedülálló készítménynek a fizikai és kémiai tulajdonságairól, valamint alkalmazási területéről.

A berilliumbronz egy réz-berillium ötvözet, amely 0,5-3% berilliumot tartalmaz, és bizonyos esetekben egyéb szennyeződések is hozzáadhatók. Berillium bronz más:

1. Megnövekedett sűrűség és szilárdság, kombinálva a nem mágneses jellemzőkkel és a szikraképződés teljes hiányával.
2. Bármilyen megmunkáláson – daraboláson, alakításon – átvehető.
3. Az ötvözetet széles körben használják hangszerek gyártására, beleértve a hangszereket, valamint nagy pontosságú hangszereket és lőfegyverek golyóit.
4. A réz-berillium az űrtechnológiákban is alkalmazást talált.

A berilliumbronz az úgynevezett diszperziós keményítő készítmények csoportjába tartozik... Megkülönböztető jellemzőjük az ötvöző összetevők oldhatósági fokának melegítéstől való függése.

Ha a kioltást szilárd anyag egyfázisú szakaszából hajtják végre, az ilyen rendszer egyensúlyi állapotához képest túl sok atom keletkezik a fő ötvözőkomponensben. A kapott koncentrált szilárd oldatot termodinamikai instabilitás és bomlási hajlam jellemzi; a hőmérséklet emelkedésével ez a folyamat aktiválódik. A tömörítés hatását az anyagok lebomlása során keletkező csapadékok diszperziója magyarázza.

A berillium bronz kémiai képlete BrB2, összetételét a jelenlegi GOST részletezi.

Az ötvözet a következő összetevőket tartalmazza:

• réz 97-98%;
• berillium 1,9-2,1%;
• nikkel 0,2-0,5%;
• kevesebb, mint 0,5% adalékanyagot.

A leggyakrabban használt réz-berillium kompozíciók, amelyek 2% berilliumot tartalmaznak, valamint réz-berillium-kobalt ötvözetek, ahol a berillium százalékos aránya nem haladja meg a 0,8% -ot. Az első ötvözetet erősen ötvözött berillium bronznak nevezik, a második az alacsony ötvözetű osztályok csoportjába tartozik.

A berillium réz a következő fizikai-kémiai jellemzőkkel rendelkezik.

1. Túlbecsült elektromos és hővezető képesség. Ezen paraméterek szerint az anyag csak kis mértékben gyengébb a réznél.
2. Megnövelt rugalmassági határ.
3. Szikraképződés hiánya mechanikai ütés során.
4. Magas korrózióállósági, keménységi és átmeneti ellenállási paraméterek.

Mindezek a tulajdonságok maximálisan megnyilvánulnak minden pillanatban, amikor a berillium bronzot különféle feldolgozási és oltási módszereknek vetik alá. Például mesterséges öregítéssel az ilyen anyagok az oltás után érik el végső plaszticitásukat, amelyet körülbelül 770 fokos hőmérsékleten hajtanak végre - ebben az állapotban a berillium bronz rendkívül könnyű.

Az anyag jellemző ellenállása 450 MPa-nak felel meg. Ez a paraméter az ötvözet képlékeny alakváltozási folyamatai során 35-50%-kal megduplázódik. Ennek következtében a berillium mechanikai tulajdonságai rendkívül magasak az öregedés után, amely közvetlenül a keményedési folyamat befejezése után történik.

A réz-berillium összetételének az ipar számára alapvető paraméterei messze nem korlátozódnak a felsoroltakra. Minden bronzötvözet, amelynek szerkezete berilliumot tartalmaz, nagy hőállósággal rendelkezik - a belőlük készült termékek akár 340 Celsius fokos hőmérsékleten is működhetnek anélkül, hogy megváltoztatnák képességeiket. És 500 fokra hevítve bármely berillium bronz mechanikai tulajdonságai és sűrűsége teljesen megegyezik az alumíniuméval, valamint az ón-foszforit kompozíciókkal, körülbelül +20 fokos normál üzemi hőmérsékleten.

Ez a tulajdonság lehetővé teszi a berillium bronz felhasználását a legjobb minőségű formázott öntvények előállításához.

A berilliumötvözetek könnyen alkalmazhatók bármilyen mechanikai megmunkálásra (vágás, keményforrasztás és hegesztés). Bár vannak bizonyos korlátozások a felsorolt ​​manipulációk végrehajtására. Ezért minden berilliumötvözetet a mechanikai eltávolítás után azonnal keményforrasztani kell. Ebben az esetben feltétlenül használjon ezüstforraszt, valamint folyasztószert. Fontos, hogy magában a fluxusban mindig jelen legyenek a fluorid sók. Az elmúlt években az úgynevezett vákuumforrasztás széles körben elterjedt - vastag folyasztószerbevonat alatt végzik. Így a termék egyedi minősége biztosított.

De manapság az elektromos ívhegesztést gyakorlatilag nem használják berillium rézzel végzett munka során, mivel jelentős kristályosodási hőintervallummal rendelkezik. A varratok, valamint a pont- és hengertípusok inert közegben történő hegesztését teljes mértékben elsajátították. Hozzá kell tenni, hogy az anyag sajátos mechanikai jellemzői nem teszik lehetővé a hegesztési munkák azonnali elvégzését a bronz hőkezelése után - ezt mindenképp szem előtt kell tartani, ha átgondoljuk a feldolgozás technológiáját.

Külön figyelmet érdemel a következő mutató: hűtési sebesség. Ennek a mutatónak rendkívül élesnek kell lennie, hogy megakadályozzuk a túltelített szilárd összetétel bomlását. Éppen ezért a működő oltóközeg kiválasztásakor mindenekelőtt a kritikus sebességjelzőkből kell kiindulni.Ezek az adatok megerősítik, hogy a bronz hűtése során a maximális hűtési sebesség 500-250 fok között legyen.

A lelassult folyamatok ebben az intervallumban a keményítő korai felszabadulásához vezetnek, és csökkentik a további keményedés képességét. A kritikus hűtési sebesség, amely lehetővé teszi a fizikai és műszaki jellemzők optimális kombinációjának elérését, 30-60 g/s-nak felel meg berillium hozzáadott réz esetében. A kívánt érték elérése érdekében az ötvözetet általában vízben hűtik. A kritikus sebességi paraméterek csökkentése érdekében általában kevés kobaltot adnak az ötvözethez. Az ilyen fém minimális adagolása növeli a túlhűtött oldat stabilitását. Hasonlóképpen, a magnézium-szennyeződések befolyásolhatják a bronz tartósságát.

Vizuálisan a berillium bronz úgy néz ki, mint egy színes ötvözet, amelyek együtt rugóelemek, huzalok, rudak és néhány egyéb olyan elem gyártásához használják, amelyek a konfiguráció fenntartásához szükségesek. Gyakori deformációkkal és állandó túlterhelésekkel az ilyen vezeték megnövekedett elektromos vezetőképességgel rendelkezik, alacsony frekvenciájú érintkezőkben használják elektromos csatlakozók gyártásához.

Erős, nem mágneses, de nem szikrázó berillium réz széles körű alkalmazást talált a fogók, késvésők, kalapácsok és kulcsok gyártásában. Ötvözet optimális egyes robbanásveszélyes anyagok kezelésérepéldául gabonafelvonókban, olajfúrótornyokban vagy szénbányákban.

Az ötvözet általános használata kriogén berendezésekheza legalacsonyabb hőmérsékleten használják. Például hűtött teherautók. A réz-berillium használatának jelentőségét ezen a területen az erőssége és a megnövekedett hővezető képessége magyarázza ebben a hőmérsékleti tartományban.

Használja a kompozíciót golyók gyártásához. Bár egy ilyen alkalmazás meglehetősen szokatlan, mivel az acéllövedék olcsóbb, és ugyanakkor meglehetősen hasonló tulajdonságokkal rendelkezik. A réz-berillium huzal egyszerre több formában is kapható. Lehet göndör vagy lapos, kerek vagy szögletes; különféle egyenes rétegek, valamint tekercsek vagy tekercsek kaphatók.

A következő videóban érdekes információk találhatók a berilliumról.