Berilio bronza: sudėtis, savybės ir pritaikymas

Mūsų apžvalgoje mes išsamiau aptarsime vario ir berilio lydinio, geriau žinomo kaip berilio bronza, savybes ir fizikinius bei cheminius parametrus. Pakalbėkime apie šios unikalios kompozicijos fizines ir chemines savybes, taip pat taikymo sritį.

Berilio bronza yra vario ir berilio lydinys, kuriame yra nuo 0,5 iki 3% berilio, kai kuriais atvejais gali būti pridėta kitų priemaišų. Berilio bronza yra kitoks:

1. Padidėjęs tankis ir stiprumas kartu su nemagnetinėmis savybėmis ir visišku kibirkšties nebuvimu.
2. Jis gali būti apdorojamas bet kokiu būdu - pjaustyti ir formuoti.
3. Lydinys plačiai naudojamas gaminant instrumentus, įskaitant muzikos instrumentus, taip pat didelio tikslumo instrumentus ir šaunamųjų ginklų kulkas.
4. Varis-berilis taip pat buvo pritaikytas aerokosminėse technologijose.

Berilio bronza priklauso vadinamųjų dispersiškai kietėjančių kompozicijų grupei... Jų išskirtinė savybė yra legiruojančių ingredientų tirpumo laipsnio priklausomybė nuo kaitinimo.

Kai gesinimas atliekamas iš vienfazės sekcijos kietoje medžiagoje, susidaro per didelis pagrindinio legiravimo komponento atomų skaičius, palyginti su tokios sistemos pusiausvyros būsena. Gautam koncentruotam kietam tirpalui būdingas termodinaminis nestabilumas ir polinkis skilti; kylant temperatūros lygiui šis procesas suaktyvinamas. Sutankinimo efektas paaiškinamas skaidant medžiagas susidariusių nuosėdų sklaida.

Cheminė berilio bronzos formulė yra BrB2, jos sudėtis išsamiai aprašyta galiojančiame GOST.

Lydinys apima šias sudedamąsias dalis:

• varis 97-98%;
• berilio 1,9-2,1 %;
• nikelis 0,2-0,5%;
• mažiau nei 0,5 % priedų.

Dažniausiai naudojamos vario-berilio kompozicijos, kuriose yra 2% berilio, taip pat vario-berilio-kobalto lydiniai, kuriuose berilio procentas neviršija 0,8%. Pirmasis lydinys vadinamas didelio legiruoto berilio bronza, antrasis priklauso mažai legiruotų klasių grupei.

Berilio varis turi šias fizikines ir chemines savybes.

1. Pervertintas elektros ir šilumos laidumas. Pagal šiuos parametrus medžiaga yra tik šiek tiek prastesnė už varį.
2. Padidinta elastingumo riba.
3. Kibirkšties trūkumas mechaninio smūgio metu.
4. Aukšti atsparumo korozijai, kietumo ir laikino atsparumo parametrai.

Visos šios savybės maksimaliai pasireiškia visais momentais, kai berilio bronza yra apdorojama įvairiais ir gesinimo būdais. Pavyzdžiui, dirbtinai senstant, tokios medžiagos savo galutinį plastiškumą pasiekia po gesinimo, kuris atliekamas maždaug 770 laipsnių temperatūroje – tokioje būsenoje berilio bronza yra itin lengva.

Tipinis medžiagos atsparumas atitinka 450 MPa. Šis parametras padvigubėja lydinio plastinės deformacijos procesų metu 35-50%. Dėl to po senėjimo, kuris atliekamas iškart pasibaigus kietėjimo procesui, berilio mechaninės savybės tampa itin aukštos.

Vario ir berilio sudėties parametrai, kurie yra pagrindiniai pramonei, toli gražu neapsiriboja išvardytais. Visi bronzos lydiniai, kurių struktūroje yra berilis, pasižymi dideliu atsparumu karščiui – iš jų pagaminti gaminiai gali veikti nekeičiant savo galimybių net iki 340 laipsnių Celsijaus temperatūroje. O kaitinant iki 500 laipsnių, bet kokios berilio bronzos mechaninės savybės ir tankis savo eksploatacinėmis savybėmis tampa visiškai identiški aliuminio, taip pat alavo-fosforito kompozicijoms esant standartinei maždaug +20 laipsnių darbinei temperatūrai.

Ši savybė leidžia naudoti berilio bronzą aukščiausios kokybės forminiams liejiniams gaminti.

Berilio lydiniai yra lengvai pritaikomi bet kokiam mechaniniam apdorojimui (pjovimui, litavimui ir suvirinimui). Nors yra tam tikrų apribojimų atliekant išvardytas manipuliacijas. Taigi, bet kokie berilio lydiniai turi būti lituoti iš karto po mechaninio pašalinimo. Tokiu atveju būtinai naudokite sidabrinį lydmetalą, taip pat srautą. Svarbu, kad pačiame sraute visada būtų fluoro druskų. Pastaraisiais metais plačiai paplito vadinamasis vakuuminis litavimas – jis atliekamas po stora srauto danga. Taip užtikrinama unikali gaminio kokybė.

Tačiau šiais laikais elektrinis lankinis suvirinimas praktiškai nenaudojamas dirbant su berilio variu, nes jis turi didelį kristalizacijos terminį intervalą. Siūlių, taip pat taškinių ir ritininių tipų suvirinimas inertinėje terpėje yra visiškai įvaldytas. Reikia pridurti, kad specifinės medžiagos mechaninės charakteristikos neleidžia suvirinimo darbų atlikti iš karto po terminio bronzos apdorojimo – tai tikrai reikia turėti omenyje galvojant apie jų apdirbimo technologiją.

Šis rodiklis nusipelno ypatingo dėmesio: aušinimo greitis. Šis indikatorius turi būti ypač aštrus, kad būtų išvengta persotintos kietos kompozicijos skilimo. Štai kodėl, renkantis veikiančią gesinimo terpę, pirmiausia reikia vadovautis kritiniais greičio rodikliais.Šie duomenys patvirtina, kad bronzos grūdinimo metu didžiausi aušinimo greičiai turėtų būti 500-250 laipsnių ribose.

Lėti procesai šiame intervale lemia ankstyvą kietiklio išsiskyrimą ir sumažina gebėjimą toliau sukietėti. Kritinis aušinimo greitis, leidžiantis pasiekti optimalų fizinių ir techninių charakteristikų derinį, atitinka 30–60 g/s variui su pridėtu beriliu. Norint pasiekti norimą vertę, lydinys paprastai gesinamas vandenyje. Siekiant sumažinti kritinius greičio parametrus, į lydinį paprastai įpilama šiek tiek kobalto. Minimalūs tokio metalo priedai padidina peršaldyto tirpalo stabilumą. Taip pat magnio priemaišos gali turėti įtakos bronzos patvarumui.

Vizualiai berilio bronza atrodo kaip spalvotas lydinys, kuris kartu naudojami spyruoklių elementų, vielos, strypų ir kai kurių kitų elementų, reikalingų konfigūracijai palaikyti, gamyboje. Esant dažnoms deformacijoms ir nuolatinėms perkrovoms, toks laidas turi padidintą elektros laidumą, jis naudojamas žemo dažnio kontaktuose elektros jungčių gamybai.

Stiprus nemagnetinis, tačiau kibirkščiuojantis berilio varis plačiai pritaikyta replių, peilių kaltų, plaktukų ir veržliarakčių gamyboje. Lydinys optimalus tvarkyti kai kurias sprogiąsias medžiagas, pavyzdžiui, grūdų elevatoriuose, naftos platformose arba anglies kasyklose.

Bendras lydinio naudojimas kriogeninei įrangainaudojamas žemiausioje temperatūroje. Pavyzdžiui, sunkvežimiai su šaldytuvais. Vario-berilio naudojimo svarba šioje srityje paaiškinama jo stiprumu ir padidėjusiu šilumos laidumu šiame temperatūros diapazone.

Naudokite kompoziciją kulkų gamybai. Nors toks pritaikymas yra gana neįprastas, nes plieninė kulka yra pigesnė ir tuo pačiu turi gana panašias savybes. Vario-berilio viela vienu metu yra kelių formų. Jis gali būti garbanotas arba plokščias, apvalus arba kvadratinis, parduodami įvairūs tiesūs sluoksniai, taip pat ritės ar ritės.

Įdomi informacija apie berilį pateikiama kitame vaizdo įraše.