Бронза бериллиевая: Бериллиевая бронза – свойства и сферы применения
Бериллиевая бронза БрБ2
БрБ2 — это безоловянная бериллиевая бронза, обрабатываемая давлением. Химический состав сплава БрБ2 описан в ГОСТ 18175-78 и включает в себя следующие компоненты: медь 96,9-98,0 %, бериллий 1,8-2,1 %, никель 0,2-0,5 % и до 0,5 % примесей.
Сплав выделяется среди прочих бронз высокой износостойкостью и стойкостью к коррозионной усталости. Наряду с другими бронзами БрБ2 обладает хорошими антифрикционными и пружинящими свойствами, а также средними тепло и электропроводностью, что обуславливает применение ленты и проволоки БрБ2. Кроме того можно улучшить механические качества этого сплава, если подвергнуть его процедурам закалки и старения. Так, например, широко используют пруток БрБ2Т.
Свойства БрБ2
Рассмотрим свойства бериллиевой бронзы марки БрБ2 — химические, технологические, механические, физические.
Химический состав БрБ2
Fe | Si | Ni | Al | Cu | Pb | Be | Примесей |
до 0.![]() | до 0.15 | 0.2 — 0.5 | до 0.15 | 96.9 — 98 | до 0.005 | 1.8 — 2.1 | всего 0.5 |
Температура плавления БрБ2 | 955 °C |
Температура горячей обработки БрБ2: | 750 — 800 °C |
Температура отжига БрБ2: | 530 — 650 °C |
Сортамент | Предел кратковременной прочности sв | Предел пропорциональности (предел текучести дляостаточной деформации) sT | Относительное удлинение при разрыве d5 |
— | МПа | МПа | % |
Проволока мягк.![]() | 343-686 | 15-60 | |
Проволока тверд.,ГОСТ 15834 — 77 | 735-1372 | ||
Полоса мягк., ГОСТ1789-70 | 390-590 | 20-30 | |
Полоса твердая, ГОСТ1789-70 | 590-930 | 2.5 | |
Сплав мягкий , ГОСТ1789-70 | 400-600 | 196-344 | 40-50 |
Сплав твердый, ГОСТ1789-70 | 600-950 | 588-930 | 2-4 |
Твердость прутков из БрБ2 прописана в ГОСТ 15835-2013 (взамен ГОСТ 15835-70)
Твердость БрБ2, Пруток мягкий ГОСТ 15835-2013 | HB 10 -1= 100 — 150 МПа |
Твердость БрБ2, Пруток твердый ГОСТ 15835-2013 | HB 10 -1= 150 МПа |
HB — Твердость по Бринеллю бериллиевой бронзы
Температура T | Модуль упругости первого рода E 10-5 | Коэффициент температурного (линейного) расширения a10 6 | Теплоемкость l | Плотность | Удельная теплоемкость C | Удельное электросопротивление R 109 |
Град | МПа | 1/Град | Вт/(м·град) | кг/м3 | Дж/(кг·град) | Ом·м |
20 | 1.![]() | 84 | 8200 | 70 | ||
100 | 16.6 | 419 |
США | Германия | Япония | |||
DIN,WNr | JIS | ||||
|
|
Применение бериллиевой бронзы БрБ2
Прутки из бронзы БрБ2 применяются в приборостроении и автомобилестроении. Ленты БрБ2 также применяются в приборостроении и производстве упругих и пружинящих деталей. Аналогичное применение нашла проволока в машиностроении и приборостроении. Бронза БрБ2 используется в различных областях производства. Из неё изготавливают антифрикционные детали и пружинящие детали: пружинящие детали и пружины. Из неё изготавливают детали ответственного назначения. Также из неё изготавливают неискрящие инструменты.
Технологические характеристики позволяют изготавливать из бериллиевых бронз сложные отливки высокого качества, но обычно детали из них производят из заготовок, подвергнутых предварительной пластической деформации (листы и полосы, проволока, ленты и др). Широкое применение сплавов бериллиевой группы обусловлено еще и тем, что они хорошо поддаются различным видам обработки, а для соединения деталей из них можно использовать все известные способы (сварка и пайка).
Пайка и сварка БрБ2
Пайку бериллиевых бронз следует выполнять сразу же, как была выполнена тщательная механическая зачистка соединяемых элементов. В качестве припоя при выполнении такой технологической операции используются сплавы на основе серебра, а в защитном флюсе, использование которого необходимо, должны в обязательном порядке содержаться фтористые соли. Высокое качество пайки деталей из данных сплавов обеспечивает технология, предполагающая выполнение соединения в вакууме и использование слоя защитного флюса.
Детали из бериллиевых бронз не соединяют при помощи электродуговой сварки, для этого успешно используют другие технологии: точечную, шовную, роликовую и сварку в среде инертных газов. Такое ограничение в применении электродуговой сварки обусловлено тем, что сплавы данной группы обладают большим температурным интервалом кристаллизации. Кроме этого, сварку бронз бериллиевой группы нельзя выполнять после термической обработки, что обусловлено их особыми механическими свойствами.
Износостойкость и коррозионной устойчивость бронзы БрБ2
Детали из бериллиевой бронзы не истираются и в то же время бережно воздействуют на сопрягаемые механизмы, хорошо сопрягаются с друг другом, полируются и идеальным образом взаимодействуют в механизмах при заданных параметрах. Но даже если условия эксплуатации нарушены, детали из БрБ2 способны выдерживать большие нагрузки трения и других механических воздействий. При работе механизмов в ходе изнашивания БрБ2 не откалывается большими кусками, а истирается постепенно, давая очень мелкую стружку.
Коррозионная усталость – это один из показателей коррозионной стойкости металлов. Когда детали работают под воздействием большой массы, циклических динамических нагрузок в коррозионной среде, велика вероятность выхода из строя конструкций, в которых они используются. Сплав БрБ2 хорошо проявляет себя в различных коррозионных средах и может быть использован для изготовления ответственных деталей, так как коррозия проявляется достаточно медленно и не оказывает значительного воздействия на механические и физические свойства деталей из этого материала долгое время. Однако, под действием влажных паров аммиака и воздуха бериллиевые бронзы склонны к межкристаллизационной коррозии и растрескиванию. В газовой среде, насыщенной галогенами (фтором, бромом, хлором и йодом), на их поверхности образуются галогениды бериллия, из-за чего происходят уменьшение его концентрации в сплаве. Особенно активно процесс взаимодействия с галогенами происходит при повышенных температурах. В связи с этим, бериллиевую бронзу БрБ2 не рекомендуют использовать для изготовления деталей, эксплуатируемых в указанных газах.
Облагораживание и закалка БрБ2
Путём облагораживания изделия из БрБ2 получаются более твёрдыми и более пластичными. Соответственно выпускаются полуфабрикаты в мягком (М) и твёрдом (Т) состоянии. В ходе процедуры закалки металл нагревают до некоторой температуры, после чего остужают в воде. В результате пластичные свойства металла повышаются и его применяют для изготовления деталей путём прокатки, ковки, вытяжки и гибки в холодном состоянии. Также выпускаются полуфабрикаты из БрБ2 с закалкой и холодной деформацией. БрБ2 закаливают при температуре 750-790 °C, после чего сплав отпускают при температуре в пределах 300-350 °C. После холодной деформации механические качества твёрдости, прочности и текучести улучшаются. БрБ2 Т выделяется среди прочих бронз самым высоким показателем прочности на растяжение. Медно-бериллиевый сплав БрБ2, подвергаемый термическому закаливанию, становится более прочным, упругим и пластичным. Первоначально его приводят в мягкое состояние, нагревая до 760-780°С, а затем подвергают старению в воде при температуре 310-330°С в течение 3 часов. При нагревании и последующем охлаждении сплава до комнатной температуры бериллий растворяется в меди с образованием насыщенного твердого раствора. Последующая закалка приводит к его осаждению, в результате чего бронза БрБ2 приобретает высокую твердость до 350 — 400 НВ.
Бронза бериллиевая — Словарь терминов | ПластЭксперт
Бронза бериллиевая
Общие сведения
Бериллиевыми бронзами называют группу металлических сплавов, основными компонентами которых являются медь и бериллий. Такие композиции металлов также называют «бериллиевая латунь» или «бериллий-латунь», «бериллиевая медь» или «бериллий-медь, «бериллий-бронза», Cu-Be и т.д.
Бериллиевые бронзы интересны для индустрии пластмасс тем, что их свойства позволяют достаточно широко применять бронзы при изготовлении форм для литья пластмасс под давлением (прессформах, литьевых формах) и другой формующей оснастки в качестве альтернативы сталям. Такое использование оправдано для изготовления компонентов оснастки, требующих повышенной теплоотдачи, то есть в формообразующих деталях при высоких скоростях переработки (коротких циклах литья). Кроме того, в составе литьевых форм детали из бериллиевой бронзы – частый компонент горячеканальных систем для доставки расплавленной пластмассы в формообразующую полость. При таких применениях используется важнейшее свойство бериллиевых сплавов – очень высокая теплопроводность.
Рис.1 Внешний вид бронзовых заготовок
Самой часто используемой маркой бронз является сплав БрБ2, что говорит о содержании в нем 98 процентов меди и 2 процентов бериллия.
Особенности сплавов Cu-Be
Бериллиевая бронза является представителем типа дисперсионно-упрочняемых металлических сплавов. От других смесей металлов их прежде всего отличает наличие зависимости степени растворимости легирующих добавок от температуры материала.
Как правило, в бериллиевых бронзах содержание непосредственно элемента бериллия (Be) варьируется в пределах от 1,5 до 3 процентов. Кроме него в состав подобных бронз может входить кобальт (медь-кобальт-бериллий, МКБ-сплав) или никель (МНБ-сплав). В таких бронзах количество бериллия еще ниже – обычно до 0,8 процентов.
Как было упомянуто выше, при нагревании Cu-Be материала изменяется величина растворимости легирующих металлов, которые содержатся в его составе. Это важно для проведения закалки изделий из бериллиевой бронзы. Грамотно проведенная термообработка ведет к существенному повышению физико-механических свойств изделий и, кроме того, увеличивает предел текучести материала.
Свойства сплавов «медь – бериллий»
Ниже представлены основные характеристики бериллиево-медных сплавов, применяемым на сегодняшний день.
— очень высокие электропроводность и теплопроводность;
— высокие показатели по износостойкости;
— хорошая сопротивляемость эффектам ползучести и усталости;
— повышенный модуль упругости;
— не обладают эффектом искрения при ударных нагрузках;
— очень большая коррозионная стойкость;
— высокая твердость и прочность.
Существует возможность улучшений характеристик бериллиевых бронз, как было сказано ранее, проведя процедуру их термообработки, а именно закалки и искусственному старению. Также разработана технология придания бронзе высокой пластичности – для этого необходимо закалить деталь при температуре около 775 градусов С.
При нормальных условиях (до закалки и старения) медно-бериллиевые сплавы характеризуются значением временного сопротивления порядка 450 МПа. Однако, этот параметр можно существенно повысить после проведения непосредственно закалки или процесса искусственного старения бронз. Так марка БрБ2 получает значение временного сопротивления в 1400 МПа после такой термообработки.
Другая ценная особенность бериллиевой бронзы — высокая теплостойкость и постоянство свойств в широком диапазоне температур. Так, при нагревании этого материала вплоть до 340 градусов С его основные характеристики практически не изменяются. При температуре в 500 градусов С свойства бериллиево-бронзовых изделий примерно соответствуют параметрам деталей из алюминиевого сплава, работающим при 20 градусах С.
Применение бронз
Бериллиевые бронзы широко используются в отраслях, требующих наличия у материала ценных свойств, описанных выше. В иных случаях можно обойтись более простыми и дешевыми материалами. Чаще всего бериллиево-медные сплавы применяются при изготовлении электронных компонентов и в электротехнике, например при выпуске:
— телекоммуникационных устройств, компонентов оптико-волоконных систем, компонентов прочих электронных устройств;
— детали соединений, пружинных контактов;
— гнездовых разъемов, деталей интегральных схем;
— деталей двигателей и прочих изделий для транспортной промышленности;
— авиационных компонентов, в том числе компонентов шасси самолетов;
— деталей оборудования, использующегося при переменных нагрузках высокой амплитуды и больших перепадах температуры;
— электродов, стержней и комплектующих оборудования для сварки повышенной надежности и долговечности;
— компонентов нефтеперерабатывающего и нефтедобывающего, в том числе бурового оборудования;
— детали резьбовых соединений, насосного оборудования в нефтепереработке и нефтехимии;
— компонентов оборудования для навигации, прочих ответственных изделий и механизмов.
Комплектующие из бериллиево-медных бронз почти наверняка находятся в каждом современном компьютере или гаджете, в том числе в смартфонах и планшетах.
Рис.2. Бериллиево-бронзовые вставки в прессформе
Также бериллиевые бронзы применяются для изготовления поршней для машин по литью металлических сплавов под давлением, прочих деталей литьевого оборудования. Применение бронзы в этом случае дает возможность избежать дорогостоящей защиты внутренней поверхности оборудования, работающего при высоких термо-механических нагрузках.
Незаменимы медно-бериллиевые сплавы при производстве оборудования для переработки пластмасс, где активно используются комбинация их прочности и теплопроводности, а также прочие ценные свойства. Существуют специальные торговые марки бронз, использующихся специально для изготовления пуансонов высокоточных и высокоскоростных прессформ для литья пластмасс под давлением. Материал CuBe находит применение и в экструзии, и в выдувном формовании, и в термоформовании, главным образом при изготовлении высокопроизводительной формующей оснастки. Его использование удорожает и усложняет оснастку, т.к. часто приходится применять комбинацию материалов вместо использования цельного стального элемента, однако оно окупается за счет повышения производительности получаемой оснастки.
Бериллиевые бронзы: состав, свойства, обработка
Бериллиевые бронзы — это сплавы меди с бериллием. Они применяются в промышленности для изготовления упругих элементов ответственного назначения (плоских и витых пружин, упругих элементов в виде гофрированных мембран, токопроводящих упругих деталей электрооборудования, пружинящих деталей электронных приборов и устройств и т.д.). Их отличают высокие: прочностные свойства, предел упругости и релаксационная стойкость, электро- и теплопроводность, сопротивление коррозии и коррозионной усталости. Они не магнитны, не дают искры при ударе, технологичны, т.е. хорошо штампуются, свариваются. Из бериллиевой бронзы изготавливают инструменты стойкие к образованию искры для работы на пожароопасных производствах. Бериллиевые бронзы мало склонны к хладоломкости и могут работать в интервале температур от -200°С до +250°С. К недостаткам этих сплавов относятся высокая стоимость и дефицитность бериллия, а также его токсичность.
Оптимальными свойствами обладают сплавы, содержащие около 2—2,5 % Be. При дальнейшем увеличении содержания бериллия прочностные свойства повышаются незначительно, а пластичность становиться чрезмерно малой.
Согласно диаграмме состояния Cu-Be, в равновесии с α-твердым раствором бериллия в меди в твердом состоянии могут находиться фазы β и γ. Равновесная γ(CuBe)-фаза — твердый раствор на основе соединения CuBe — имеет упорядоченную ОЦК решетку. Такую же решетку, но неупорядоченную имеет β-фаза. Фаза β устойчива только до температуры 578°С, при которой она претерпевает эвтектоидный распад β → α+γ (CuBe).
Марка бронзы | Be | Ni | Ti | Mg | Примеси | Примерное назначение |
БрБ 2 | 1,8–2,1 | 0,2-0,5 | – | – | 0,15Al; 0,15Fe; 0,15Si; 0,005Pb; в сумме не более 0,5 | Прутки, проволока, листы, лента, полосы. |
БрБ 2,5 | 2,3–2,6 | 0,2–0,5 | – | – | 0,1Al; 0,15Fe; 0,15Si; 0,005Pb; в сумме не более 0,5 | |
БрБНТ 1,7 | 1,60–1,85 | 0,2–0,4 | 0,1–0,25 | – | 0,1Al; 0,15Fe; 0,15Si; 0,005Pb; в сумме не более 0,5 | |
БрБНТ 1,9 | 1,85–2,10 | 0,2–0,4 | 0,10–0,25 | – | 0,1Al; 0,15Fe; 0,15Si; 0,005Pb; в сумме не более 0,5 | |
БрБНТ 1,9Мг | 1,85–2,10 | 0,2–0,4 | 0,10–0,25 | 0,07–0,13 | 0,1Al; 0,15Fe; 0,15Si; 0,005Pb; в сумме не более 0,5 | |
БрБНТ | 0,4–0,7 | 1,4–1,6 | 0,05–0,15 | – | 0,1Al; 0,15Fe; 0,15Si; 0,005Pb; в сумме не более 0,5 | Листы, полосы, прутки.![]() |
Бериллиевые бронзы широко применяются за рубежом в промышленно развитых странах. Из них изготовляют плиты, листы, ленты, горячепрессованные прутки, сварные и бесшовные трубы, прессованные профили и другие полуфабрикаты. Для улучшения свойств бериллиевые бронзы дополнительно легируют небольшими добавками металлов VIIIA группы — кобальтом, никелем и железом. В марочном составе обычно оценивают суммарное содержание этих металлов.
Марка | Страна | Стандарт | Ве | Другие элементы и примеси |
С17000 | США | ASTM B194 | 1,60–1,79 | 0,20 Аl; 0,20 Si; (Niі+Co) > 0,20; (Ni+Со+Fе) = 0,6 |
С17200 | США | ASTM B194, В570 | 1,8–2,0 | (Ni+Со) > 0,20; (Ni+Со+Fе) = 0,6 сумма примесей не более 0,5 |
CuBe1,7 (2. ![]() | Германия | DIN 17666 | 1,6–1.8 | (Ni+Со) > 0,20; (Ni+Со+Fe) = 0,6 |
CuВе2 | Германия | DIN 17666 | 1,8–2,1 | (Ni+Со) > 0,20; (Ni+Со+Fе) = 0,6 сумма примесей не более 0,5 |
CuВе2РЬ (2.1248) | Германия | DIN 17666 | 1,8–2,1 | 0,20–0,6 РЬ; (Ni+Со) > 0,20; (Ni+Со+Fе) = 0,6 сумма примесей не более 0,5 |
С1700 | Япония | JIS130 | 1,6–1,79 | (Cu+Ве+Nі+Со+Fе)>99,5; (Ni+Со) > 0,2; (Ni+Со+Fе) > 0,6 |
С1720 | Японии | JIS Н3130 | 1,8–2,0 | (Cu+Ве+Nі+Со+Fе)>99,5; (Ni+Со) > 0,2; (Ni+Со+Fе) > 0,6 |
Сu-Ве 250 | Англия | — | 1,8–2,0 | 0,25 (Со+Ni) |
Сu-Ве 275 | Англия | — | 2,13–2,8 | 0,3–0,6 (Со+Ni) |
V Ве | Франция | — | 1,6–1,9 | 0,15–0,35(Со+Ni) |
Термическая обработка бериллиевой бронзы
Предельная растворимость бериллия в меди в двойной системе Cu-Be при 870°С составляет 2,7% (по массе), и она резко уменьшается с понижением температуры. Это указывает на возможность применения упрочняющей термообработки к меднобериллиевым сплавам. Бериллиевые бронзы являются дисперсионно-твердеющими сплавами, причем эффект упрочнения при термической обработке у них максимальный среди всех сплавов на медной основе. Они подвергаются закалке и последующему старению.
Марка | Температура, °С | Обрабатываемость резанием, % (ЛС63-3 — 100%) | Линейная усадка, % | Коэффициент трения | |||||
литья | горячей обработки | отжига | закалки | старения | со смазкой | без смазки | |||
1) Низкотемпературный отжиг для повышения упругих характеристик, рекристаллизационный отжиг проводят при температурах 600–700°С.![]() | |||||||||
БрБ2 | 1030‑1060 | 700‑800 | 760‑780 | 320 | 20 | 1,8 | 0,016 | 0,35 | |
БрБ 2,51) | 1030‑1060 | 700‑800 | — | 770‑790 | 300 | — | — | — | — |
БрБНТ 1,7 | 1030‑1060 | 700‑800 | — | 755‑775 | 300 | — | — | — | — |
БрБНТ1,9 | 1030‑1060 | 700‑800 | — | 760‑780 | 320 | — | — | — | — |
При термической обработке бериллиевых бронз существенным является выбор температуры нагрева под закалку (Tзак). Ее значение определяет полноту перевода легирующих элементов в твердый раствор и возможность его гомогонизации. С точки зрения указанных факторов, предпочтительно повышение температуры закалки.
Нагрев под закалку выше оптимальной температуры способствует дополнительному пересыщению твердого раствора бериллием (особенно для сплава БрБ2,5) и вакансиями. Оба эти фактора ускоряют распад твердого раствора при последующем старении, но повышение температуры закалки приводит к росту зерен α-твердого раствора, что приводит к понижению пластичности и упругих свойств и ухудшает штампуемость. Для получения мелкого зерна при нагреве до температуры закалки в структуре бронзы должно сохраняться некоторое количество равномерно распределенных включений избыточной β-фазы, которые препятствуют собирательной рекристаллизации α-твердого раствора. Получению мелкозернистой сгруктуры способствует также никель: дисперсные частицы фазы NiBe не растворяются полностью при нагреве под закалку и сдерживают рост зерен α-раствора.
Диапазон температур нагрева под закалку бериллиевых бронз составляет 760—800°С. Выше указанных температур бронзы нагревать не следует из-за опасности роста зерен и ухудшения служебных характеристик сплава. Нагрев под закалку ниже оптимальной температуры уменьшает пересыщение α-твердого раствора бериллием в закаленном сплаве и интенсифицирует прерывистый распад при старении с образованием грубой двухфазной структуры с некогерентным выделением γ-частиц в приграничных участках. Закалка с низких температур стимулирует прерывистый распад особенно сильно при высокотемпературном старении (выше 350°С). Локализованный в приграничных участках прерывистый распад твердого раствора приводит к охрупчиванию сплава.
Скорость охлаждения
Важным параметром закалки бериллиевых бронз является скорость охлаждения, которое должно быть достаточно резким, чтобы исключить распад пересыщенного твердого раствора. При выборе закалочных сред руководствуются критическими скоростями (vKp), оцениваемыми с помощью термокинетических диаграмм или диаграмм изотермического превращения переохлажденного α-твердого раствора. Эти диаграммы строят по микроструктурным исследованиям или по изменению свойств в процессе распада α-раствора по сравнению со свойствами после старения на максиматьную прочность.
Данные показывают, что при закалке бронзы наибольшие скорости охлаждения должны быть в интервале температур 550— 250°С. Замедленное охлаждение в этом интервале может вызвать преждевременное выделение из α-твердого раствора фазы-упрочнителя и, следовательно, привести к уменьшению способности к последующему старению. Критическая скорость закалочного охлаждения, позволяющая получить необходимое сочетание физико-механических свойств составляет 60°С/с для бронзы с 2,46% Ве и 0,27% Со.
Критическая скорость охлаждения у бериллиевых бронз достаточно высока и составляет 30— 60°С/с, поэтому их обычно закаливают в воде. Для уменьшения критической скорости в бериллиевые бронзы вводят никель или кобальт. Добавки этих металлов приводят к повышению устойчивости переохлажденного α-твердого раствора в области
температуры его наименьшей стабильности (~ 500°С). Примерно так же на устойчивость твердого раствора влияют небольшие добавки магния. Важным достоинством бериллиевых бронз является их высокая пластичность при умеренной прочности в закаленном состоянии: σв = 400—500 МПа. δ = 30—45%. В этом состоянии они легко переносят операции гибки, вытяжки и другие виды деформации.
Температурный режим старения и фазовые переходы при старении
Температурный режим старения зависит от необходимого сочетания свойств изделия и находится в интервале температур 300—350°С.
При старении бериллиевых бронз распад α-раствора характеризуется сложностью форм фазовых переходов. Превращение проходит через ряд метастабильных состояний, последовательность которых зависит от температуры изотермической выдержки.
При температурах ниже 430°С распад начинается с образования зон Гинье-Престона (ЗГП), представляющих собой дискообразные монослои атомов бериллия, расположенные паралельно плоскостям {100} матрицы. Их диаметр оценивается пределами 2— 10 нм, а толщина — 0,2—1,0 нм. Монослои окружены полями искажений решетки матрицы.
После образования ЗГП при температурах ниже 300—350°С появляются частицы метастабильной γ»-фазы, имеющей моноклинную решетку: а = b = 0,254 нм, с = 0,324 нм, Р — 85°25′.
Метастабильная γ’-фаза образуется из γ»-фазы при температурах ниже 350°С, либо непосредственно из ЗГП при более высоких температурах. Она имеет объемноцентрированную тетрагональную решетку с периодом а = 0,279 нм и с — 0,254 нм и плоскостью габитуса {112}α. По мере развития процесса старения размеры выделений γ’-фазы увеличиваются а тетрогональность ее решетки уменьшается.
После длительного старения и особенно выше температуры 400 °С γ’-фаза теряет когерентность с матрицей, степень тетрагональности ее решетки приближается к единице, и она превращается в стабильную γ(CuBe)-фазу. Возможно образование γ-фазы из метастабильной γ’-фазы и непосредственно из α-твердого раствора.
Таким образом, в бериллиевых бронзах при различных температурах старения наблюдается следующая последовательность превращений:
300°C : αCu-Be → ЗГП → γ» → γ’ → γ(CuBe)
350‑400°C : αCu-Be → ЗГП → γ’ → γ(CuBe)
После дисперсионного твердения при старении готовые детали приобретают высокиеупругие свойства: предел упругости достигает 750—770 МПа, предел выносливости 250—290 МПа (на базе 1⋅108 циклов), твердость 350—400 HV.
Температуроустойчивость упругих элементов из бериллиевых бронз значительно выше по сравнению с другими сплавами на медной основе, электропроводность составляет 25—30 % от электропроводности меди. Бериллиевые бронзы хорошо свариваются и паяются. Обработка резанием даже после дисперсионного твердения затруднений не вызывает.
Марка | Состояние материала | σB, МПа | σ0,2 МПа | δ % | HV (НВ) | σ0,005 МПа | E ГПа | KCU, МДж/м2 | σ-1 на базе 1⋅108 циклов, МПа |
БрБ2 | Закаленное | 500 | 250 | 40 | 90 | 130 | 117 | 0,7 | — |
Состаренное | 1250 | 1000 | 3 | 370 | 770 | 131 | 0,125 | 245 | |
Состаренное после закалки и деформации на 40% | 1350 | 1200 | 2 | 400 | 960 | 135 | 294 | ||
БрБ 2,5 | Закаленное | 550 | 300 | 30 | 115 | 160 | 120,5 | — | — |
Состаренное | 1300 | 1100 | 2 | 380 | 790 | 133 | — | — | |
Состаренное после закалки и деформации на 40% | 1400 | 1300 | 1,5 | 410 | 970 | 138 | 294 | ||
БрБНТ 1,7 | Закаленное | 420 | 220 | 50 | 85 | 120 | 107 | — | — |
Состаренное | 1150 | 930 | 7 | 320 | 700 | 128 | — | 245 | |
Состаренное после закалки и деформации на 40% | 1250 | 1150 | 3 | 360 | 890 | 131,5 | 275 | ||
БрБНТ 1,9 | Закаленное | 480 | 250 | 50 | 90 | 130 | 110 | — | — |
Состаренное | 1250 | 1000 | 6 | 360 | 77 | 130 | — | 245 | |
Состаренное после закалки и деформации на 40% | 1350 | 1180 | 2 | 400 | 960 | 134 | 294 |
Марка | Закалка | Старение по оптимальному режиму | |||
σB, МПа | δ,% | σB, МПа | σ0,02, МПа | δ,% | |
БРБНТ 1,9 | 400 — 500 | 38 — 45 | 1150 — 1250 | 700 | 4 — 6 |
БрБ2 | 400 — 500 | 38 — 45 | 1150 — 1250 | 600 | 4.![]() |
БрБ 2,5 | 400 — 500 | 30 — 38 | 1250 — 1350 | 650 | 3 — 5 |
БрБНТ 1,7 | 300 — 400 | 45 — 50 | 1000 — 1100 | 400 | 5 — 7 |
Легирование бериллиевых бронз
Легирование бериллиевых бронз направлено на улучшение их свойств. В качестве легирующих элементов используют Ni, Co и Ti. Эти элементы подавляют прерывистый распад и замедляют непрерывный. Такое влияние никеля и кобальта связывают с тем, что эти элементы, имеющие меньший атомный радиус, чем медь, уменьшают период решетки α-раствора, что приводит к сохранению когерентности матрицы и выделений, т.е. к отностильной стабилизации γ’-фазы. Кроме того, Ni и Ti могут образовывать соединения типа NiВе, Cu3Тi, которые обеспечивают дополнительное упрочнение.
Бериллиевые бронзы отличаются высоким сопротивлением малым пластическим деформациям из-за сильного торможения дислокаций дисперсными частицами, выделившимися из твердого раствора при старении, а следовательно, они имеют высокий предел упругости. С увеличением этого сопротивления уменьшаются микропластические деформации при заданном напряжении и. следовательно, уменьшается релаксация напряжений. Все это приводит к повышению релаксационной стойкости сплавов — основной характеристики, определяющей свойства упругих элементов.
Бериллиевые бронзы часто подвергают низкотемпературной термомеханической обработке (НТМО), заключающейся в применении пластической деформации между операциями закалки и старения. В этом случае деформация закаленного сплава обеспечивает равномерный распад по всему объему твердого раствора при старении и получение высоких упругих характеристик.
Бериллиевая бронза — свойства, применение, цена за кг
Сплав, состоящий из меди и бериллия и подвергнутый термической обработке называют бериллиевой бронзой, обладающей уникальными свойствами, и нашедшей применение в современном смартфоне и телефоне.
Базовые параметры
БрБ2 — это самая широко распространённый тип бериллиевой бронзы. В состав этого материала входит бериллий, который обеспечивает ему высокую твёрдость — до 400 единиц по Бринелю. Но, необходимо отметить, что такая высокая твёрдость присуща сплаву, который прошёл через искусственное старение при температуре 300 — 350 градусов цельсия.
Бериллиевая бронза обладает высокой прочностью, стойкостью к воздействию различных химических веществ. Кроме этого, сплав отличается хорошей свариваемостью. Набор этих свойств позволяет применять бериллиевую бронзу в различных отраслях, например, в электротехнической, из него производят элементы контактных групп, пружины, различного типа мембраны. К сожалению, бериллий стоит достаточно дорого и это мешает массовому применению этого материла.
Массовый объем бериллия в таком сплаве лежит в диапазоне от 1,5 до 3 %, остальное занимает медь. Вместе с тем существуют сплавы, в состав которых входят кобальт или никель. Первую называют медно — кобальтовой, она носит название МКБ. Вторую называют медно — никелевой и обозначают МНБ. В этих марках объем бериллия не превышает 0,8%. МКБ и МНБ относят к низколегированным составам.
Между тем существует такая марка, как БрВ2,5. В ней массовая доля легирующих добавок составляет 2,5% и это позволяет отнести ее к высоколегированным.
Существуют и импортные материалы, имеющие следующую маркировку:
- CuСо2Be, alloy 10, С17500;
- CuNi2Be, alloy 11, С17510.
Бериллиевые бронзы имеют следующее свойство — при нагревании до определенных температур, легирующие добавки, входящие в их состав, начинают растворяться. То есть при термической обработке (закалке), концентрация легирующих компонентов растет. В итоге происходит образование так называемого пресыщенного раствора, который, кстати, обладает низкой устойчивостью. Все дело в том, что он (раствор) может сохранять базовые свойства, возникшие во время его появления. Если изменяются какие-либо параметры, например, температура, то раствор начинает распадаться на составные части. Более того, при нагреве, в соответствии с законами термодинамики, процесс разложения ускоряется. При разложении раствора образуются элементы разного размера и именно от их наличия зависит упрочняющий эффект, достигаемый в процессе закалки. Это называется дисперсионным упрочнением.
Важно — соблюдение всех технологических норм позволяет значительно повысить предельные параметры текучести бериллиевой бронзы.
Ключевой параметр термообработки — это температура. При обработке медно — бериллиевого сплава она лежит в пределах 775 ºC. Такая обработка приводит к росту временного сопротивления от 450 до 1400 МПа. Кроме того детали получают дополнительную пластичность.
Технологические свойства бериллиевой бронзы
К отличительным параметрам бериллиевой бронзы необходимо отнести теплостойкость. Свойства материалов этой группы не изменяются при нагреве вплоть до 340 ºC, а по достижении 500 ºC медно — бериллиевые сплавы показывают характеристики, такие же, как у алюминия или олова и их сплавов, работающих их в нормальных условиях.
Совокупность параметров медно — бериллиевого сплава допускает их использовать для изготовления высокоточных отливок. Кроме этого из бронзы производят листы, полосы, ленты (ГОСТ 1789-70), пруток (ГОСТ 15835-70), проволоку (ГОСТ 15834-77).
Надо отметить что этот материал легко поддается всем видам механической обработки, сварки и пайки. Но, выбирая бериллиевую бронзу в качестве материала для производства деталей и узлов, технолог должен помнить, что существует ряд ограничений, в частности на сварочные операции. Перед этими операциями необходимо выполнить зачистку кромок обрабатываемых деталей. Для пайки необходимо применять припой, в состав которого входит серебро. Место пайки, должно быть, защищено флюсом, содержащим в себе фтористые соли. Максимальное качество пайки может быть достигнуто при выполнении ее в вакууме.
Практика применения
Чаще всего детали, выполненные их бериллиевых сплавов, применяют в электронной и электротехнических отраслях. Из них изготавливают следующие узлы и детали, применяемые:
- в аппаратуре для коммуникационных линий, оптико — волоконных коммуникациях;
- соединительных компонентах, контактных группах, пружинных контактах;
- разъёмах, компонентах микросхем.
В носимом мобильном устройстве связи и персональных компьютерах можно найти компоненты, выполненные из бериллиевых бронз.
Не обошлась без деталей из этого материала и нефтедобывающая промышленность. Из них получают такие детали и узлы:
- трубы;
- резьбовые компоненты;
- инструмент;
- детали насосов и оборудования, предназначенного для бурения породы.
Химический состав этого материала обеспечивает высокую упругость. То есть, при ударах по изготовленным из этой бронзы деталям не возникают искры, а это очень важно для опасных производств, например, при добыче и транспортировке углеводородов.
Параметры бериллиевых сплавов допускают их использование в авиационной промышленности. Например, в конструкции шасси самолётов и вертолётов, навигационных системах и других комплексах.
Низколегированные сплавы нашли свое место и в сварочном деле. Из них производят электроды, применяемые в аппаратах контактной сварки.
Эта бронза широко применяется в литейном деле. В частности, из этого материала производят отдельные узлы для литьевых машин, стены камер, в которых осуществляется кристаллизация, литейные формы.
Развитие электротехнической промышленности, в том числе приборостроительной отрасли постоянно требует появление новых материалов. Это вызвано ужесточением требований к качеству продукции, ее надежности и длительность эксплуатации. До недавних пор бериллиевая бронза вполне удовлетворяла предъявляемым потребителями требованиям.
Промышленность освоила выпуск трех типов этих сплавов, но наращивание объемов их производства затруднено тем, что бериллий — это достаточно дефицитный материал и вследствии этого он обладает высокой ценой. Все это стало основанием для масштабных исследований в части поисков новых сплавов. В результате на свет появился материал под названием сплав 131. Из его состава исключен марганец, вместо него введен кремний и снижено содержание никеля. Такая замена привела к тому, что произошло кардинальное снижение электросопротивления, при сохранении параметров прочности и временного сопротивления разрыву.
Немного слов в заключение
Из всего вышесказанного можно сделать следующее заключение — на бронзы этого класса практически не оказывает влияние время и коррозия. Более того, с течением времени, бронза не теряет своих механических и других свойств. Уникальные параметры этого материала обеспечивают тепло — и электропроводность не уступающую, чистой меди.
Все это позволяет применять в технически сложных конструкция и можно сказать, что многие товаропроизводители применяют этот материал для повышения качества своей продукции.
Оцените статью:
Рейтинг: 0/5 — 0
голосов
Бронза БрБ2т бериллиевая 0,2 х 250 х 1000 мм
Бронза БрБ2т бериллиевая 0,2 х 250 х 1000 мм
- Металлы и сплавы
- Бронза
- Бронзовая лента
Каталог
Информация
Доставка по России
Мы доставим ваш заказ курьером по Москве или службой экспресс-доставки по всей России.
Теги
- ftp
- utp
- витая пара
- диэлектрик
- долговечное жало
- изоляционный
- изоляционный материал
- изоляция трансформаторов
- кабель витая пара
- кабель контрольный
- Описание
- Характеристики
- Отзывы
БрБ2 — это безоловянная бериллиевая бронза, обрабатываемая давлением. Химический состав этого сплава описан в ГОСТ 18175-78 и включает в себя следующие компоненты: 96,9-98,0 % меди, 1,8-2,1 % бериллия, 0,2-0,5 % никеля и до 0,5 % примесей.
Сплав выделяется среди прочих бронз высокой износостойкостью и стойкостью к коррозионной усталости. Наряду с другими бронзами БрБ2 обладает хорошими антифрикционными и пружинящими свойствами, а также средними тепло и электропроводностью.
Рекомендуем посмотреть
РЕЗИНА ВАКУУМНАЯ, 8 х 500 х 500 мм
4 130 ₽
Латунь квадрат ЛС59 19 х 19 х 1000 мм
4 130 ₽
Стеклотекстолит СТЭФ 3,0 х 500 х 500 мм (ВС)
4 150 ₽
Стеклотекстолит СТЭФ 8 х 300 х 400 мм (ВС)
4 150 ₽
Слюда ПФГ 1,0 х 400 х 560 мм
4 150 ₽
Бронза БрБ2 — цены в Москве.
Бериллиевая бронза БрБ2.
Компания «МПСтар» реализует круглые прутки, ленты, полосы, проволоку и фольгу из бронзового сплава БрБ2по минимальным ценам в ассортименте. Все виды изделий производятся согласно соответствующим ГОСТам. При необходимости осуществляем продажу кусками/заготовками. Также мы оказываем сопутствующие услуги по металлообработке, упаковке, хранению и доставке товара в различные регионы России.
Обеспечим Вам комфортный сервис полного цикла. Гибкая система скидок. Свой автопарк — бесплатная доставка по Москве в течение 1 дня. Доставка в регионы за 2-3 суток (бесплатная доставка до терминала транспортной компании).
Характеристики и химический состав сплава
Состав бронзового сплава БрБ2 регламентирован ГОСТ 18175-78. В него входят:
- до 98% меди;
- до 0,15% железа;
- до 0,15% алюминия;
- до 0,5% никеля;
- до 0,15% кремния;
- до 0,01% свинца;
- до 2,1% бериллия.
Бериллиевая марка бронзы считается бериллиевой, обрабатывается она под большим давлением. Состав имеет посредственные антикоррозийные качества, неплохую прочность и пружинные свойства. Основными легирующими компонентами здесь выступают бериллий и никель. Именно благодаря им сплав отлично деформируется после закалки и считается износостойким. У него обычные показатели тепло электропроводности для таких материалов.
Цена бронзы БрБ2
Фольга бронзовая БрБ2 | Наличие, размеры и цены уточняйте в каталоге. |
Полоса бронзовая БрБ2 | Наличие, размеры и цены уточняйте в каталоге. |
Круг бронзовый БрБ2 | Наличие, размеры и цены уточняйте в каталоге. |
Проволока бронзовая БрБ2 | Наличие, размеры и цены уточняйте в каталоге. |
Лента бронзовая БрБ2 | Наличие, размеры и цены уточняйте в каталоге.![]() |
Уточнить информацию по актуальному ассортименту предлагаемых нами изделий из бронзы БрБ2, Вы можете у наших менеджеров.
г. Москва, ш. Энтузиастов, д. 56, стр. 44
оставьте ваш
номер телефона
и мы перезвоним
Зарубежные аналоги
У этого материала имеется ряд аналогов за рубежом:
- американский сплав C17200;
- японский состав C1720;
- немецкие варианты CuBe2, 2.1447.
Они имеют схожие технические характеристики и могут использоваться для тех же задач, что и марка БрБ2.
Сферы применения
За счёт отличных пружинящих свойств основным предназначением этого сплава является производство пружин и износостойких пружинящих деталей. Также из сплава БРБ2 изготавливают мембраны и штамповки для пластмасс. Свойства материала сохраняются даже при высоких и низких (криогенных) температурах, но из-за дороговизны сплава используют его только для специальных деталей.
Из спрессованной бронзы могут производиться электроды коллекторного или эмиттерного типа. Материал не искрит, поэтому он пригоден для производства спецоборудования ля предприятий, где работы производятся во взрывоопасных условиях. К таковым предприятиям можно отнести НПЗ, рудники и шахты. Благодаря хорошей электропроводности и отличной прочности сплав БрБ2 также применяется в автомобильной промышленности, для производства электроники и компьютеров.
Купите бериллиевую бронзу БрБ2 выгодно.
Предлагаем купитьпрокат бронзына выгодных условиях:
- Большой выбор сортамента и типоразмерного ряда.
- Возможность дополнительной обработки металла — резка, гибка, цинкование, перфорация
- Продажа кусками и заготовками
- Реализация изделия, как оптом, так и в розницу.
- Цены без комиссий посредников.
- Различные способы и условия оплаты.
- Гибкая система скидок для оптовых и постоянных партнеров.
- Бесплатные профессиональные консультации.
- Возможность предварительной комплектации заказа на складе.
- Быстрые сроки доставки. Отгрузка оплаченного товара в течение суток по Москве.
- Доставка в регионы России за 2-3 дня. При необходимости мы самостоятельно просчитаем и закажем услуги транспортной компании. Доставка до терминала транспортной компании бесплатная.
- Упаковка товара в соответствии с требованиями заказчика. Есть возможность использования нескольких типов упаковки: полиэстеровой ленты ПЭТ и полиэтиленовой пленки ПВХ.
- Возможность хранения товара на нашем складе до отгрузки.
- Возврат товара в соответствии с законодательством РФ.
Продажа проката бронзы со склада в Москве.
Продажа бронзового проката, осуществляется со склада в Москве, расположенного по адресу: 111123, г. Москва, ш. Энтузиастов, д. 56, стр. 44
Получить оплаченный товар можно путем самовывоза или с помощью доставки, которую осуществит наша компания. Собственный автопарк, состоящий из автомобилей различной тоннажности, позволит нам недорого и оперативно доставить заказ до Вашего объекта.
При заказе продукции от 100 кг. доставка будет для Вас бесплатной.
Отгрузка и доставка оплаченного товара производится в течение одних суток.
Телефон отдела продаж в Москве: +7 (495) 662-73-93
Телефон отдела продаж в регионах: 8-800-200-73-93
Электронная почта отдела продаж: info@rtg-mps.ru
Бериллиевая бронза — Медь Бериллий
Медно-бериллиевый инструмент
Бронза представляет собой семейство сплавов на основе меди, традиционно легированных оловом, но может относиться к сплавам меди и других элементов (например, алюминия, кремния и никеля). Бронза несколько прочнее латуни, но при этом обладает высокой степенью коррозионной стойкости. Как правило, они используются, когда помимо коррозионной стойкости требуются хорошие свойства при растяжении. Например, бериллиевая медь достигает наибольшей прочности среди сплавов на основе меди (1400 МПа).
Исторически сложилось так, что сплав меди с другим металлом, например, оловом, для получения бронзы впервые начали практиковать примерно через 4000 лет после открытия выплавки меди и примерно через 2000 лет после того, как «природная бронза» вошла в обиход. Древняя цивилизация определяется в бронзовом веке как производство бронзы путем плавки меди и сплавления ее с оловом, мышьяком или другими металлами. Бронза или бронзоподобные сплавы и смеси использовались для изготовления монет в течение более длительного периода. Бронзы до сих пор широко используются для изготовления пружин, подшипников, втулок, направляющих подшипников автомобильных трансмиссий и аналогичных фитингов, особенно в подшипниках небольших электродвигателей. Латунь и бронза являются распространенными конструкционными материалами в современной архитектуре и в основном используются для кровли и облицовки фасадов из-за их внешнего вида.
Бериллиевая бронза
Медный бериллий , также известный как бериллиевая бронза , представляет собой медный сплав с содержанием бериллия 0,5—3%. Медный бериллий представляет собой самый твердый и прочный медный сплав (UTS до 1400 МПа) в условиях полной термообработки и наклепа. Он сочетает в себе высокую прочность с немагнитными и безыскровыми качествами . По механическим свойствам она близка многим высокопрочным легированным сталям, но по сравнению со сталями обладает лучшей коррозионной стойкостью (аналогична чистой меди). Обладает хорошей теплопроводностью (210 Вт/м°С) в 3-5 раз больше, чем инструментальная сталь. Эти высокоэффективные сплавы уже давно используются для искробезопасного инструмента в горнодобывающей (угольные шахты), газовой и нефтехимической промышленности (нефтяные вышки). В этих средах доступны отвертки из бериллиевой меди, плоскогубцы, гаечные ключи, холодные долота, ножи и молотки. Из-за отличной усталостной прочности медный бериллий широко используется для изготовления пружин, пружинных проволок, тензодатчиков и других деталей, которые должны сохранять свою форму при циклических нагрузках.
Свойства бериллиевой бронзы
Свойства материала являются интенсивными свойствами , что означает, что они не зависят от количества массы и могут варьироваться от места к месту в системе в любой момент. Материаловедение включает в себя изучение структуры материалов и связывание их с их свойствами (механическими, электрическими и т. д.). Как только материаловед узнает об этой корреляции структура-свойство, он может приступить к изучению относительных характеристик материала в данном приложении. Основными факторами, определяющими структуру материала и, следовательно, его свойства, являются входящие в его состав химические элементы и то, как он был обработан до конечной формы.
Механические свойства бериллиевой бронзы
Материалы часто выбирают для различных применений, поскольку они имеют желаемое сочетание механических характеристик. Для конструкционных приложений свойства материалов имеют решающее значение, и инженеры должны их учитывать.
Прочность бериллиевой бронзы
В механике материалов прочность материала — это его способность выдерживать приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации. Прочность материалов учитывает взаимосвязь между внешними нагрузками , приложенными к материалу, и результирующей деформацией или изменением размеров материала. Прочность материала – это его способность выдерживать приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации.
Предел прочности при растяжении
Предел прочности при растяжении меди бериллия – UNS C17200 составляет около 1380 МПа.
предел прочности при растяжении является максимальным на инженерной кривой напряжения-деформации. Это соответствует максимальному напряжению , выдерживаемому растянутой конструкцией. Предельная прочность на растяжение часто сокращается до «предельной прочности» или «предела прочности». Если это напряжение применяется и поддерживается, в результате произойдет перелом. Часто это значение значительно превышает предел текучести (на 50–60 % превышает предел текучести для некоторых типов металлов). Когда пластичный материал достигает предела прочности, он испытывает сужение, когда площадь поперечного сечения локально уменьшается. Кривая напряжение-деформация не содержит более высокого напряжения, чем предел прочности. Несмотря на то, что деформации могут продолжать увеличиваться, напряжение обычно уменьшается после достижения предела прочности. Это интенсивное свойство; следовательно, его значение не зависит от размеров испытуемого образца. Однако это зависит от других факторов, таких как подготовка образца, наличие или отсутствие поверхностных дефектов, температура тестовой среды и материала. Предел прочности при растяжении варьируется от 50 МПа для алюминия до 3000 МПа для очень высокопрочных сталей.
Предел текучести
Предел текучести меди бериллия – UNS C17200 составляет около 1100 МПа.
Точка текучести — это точка на кривой напряжения-деформации, которая указывает предел упругого поведения и начало пластического поведения. Предел текучести или предел текучести — это свойство материала, определяемое как напряжение, при котором материал начинает пластически деформироваться. Напротив, предел текучести — это место, где начинается нелинейная (упругая + пластическая) деформация. Перед пределом текучести материал упруго деформируется и возвращается к своей первоначальной форме после снятия приложенного напряжения. Как только предел текучести пройден, некоторая часть деформации будет постоянной и необратимой. Некоторые стали и другие материалы демонстрируют явление, называемое явлением предела текучести. Пределы текучести варьируются от 35 МПа для низкопрочного алюминия до более 1400 МПа для высокопрочной стали.
Модуль упругости Юнга
Модуль упругости Юнга меди бериллия – UNS C17200 составляет около 131 ГПа.
Модуль упругости Юнга представляет собой модуль упругости при растяжении и сжатии в режиме линейной упругости одноосной деформации и обычно оценивается испытаниями на растяжение. Тело может восстановить свои размеры, сняв нагрузку, чтобы ограничить напряжение. Приложенные напряжения заставляют атомы в кристалле перемещаться из своего равновесного положения, и все атомы смещаются на одинаковую величину и сохраняют свою относительную геометрию. Когда напряжения снимаются, все атомы возвращаются в исходное положение, и никакой остаточной деформации не происходит. Согласно Закон Гука, напряжение пропорционально деформации (в упругой области), а наклон модуль Юнга . Модуль Юнга равен продольному напряжению, деленному на деформацию.
Твердость бериллиевой бронзы
Твердость по Роквеллу меди бериллия – UNS C17200 составляет приблизительно 82 HRB.
Испытание на твердость по Роквеллу является одним из наиболее распространенных испытаний на твердость при вдавливании, разработанных для определения твердости. В отличие от теста Бринелля, тестер Роквелла измеряет глубину проникновения индентора при большой нагрузке (большая нагрузка) по сравнению с проникновением, достигнутым при предварительном нагружении (незначительная нагрузка). Второстепенная нагрузка устанавливает нулевое положение, а большая нагрузка прикладывается, а затем снимается при сохранении второстепенной нагрузки. Разница между глубиной проникновения до и после приложения основной нагрузки используется для расчета Число твердости по Роквеллу . То есть глубина проникновения и твердость обратно пропорциональны. Главным преимуществом твердости по Роквеллу является возможность отображать значения твердости напрямую . Результатом является безразмерное число, обозначаемое как HRA, HRB, HRC и т. д., где последняя буква соответствует соответствующей шкале Роквелла.
Испытание Rockwell C выполняется с пенетратором Brale ( алмазный конус 120° ) и основной нагрузкой 150 кг.
Термические свойства бериллиевой бронзы
Термические свойства материалов относятся к реакции материалов на изменения их температуры и приложение тепла. Когда твердое тело поглощает энергию в виде тепла, его температура повышается, а его размеры увеличиваются. Но различных материалов реагируют на приложение тепла по-разному .
Теплоемкость, тепловое расширение и теплопроводность часто имеют решающее значение при практическом использовании твердых тел.
Температура плавления бериллиевой бронзы
Температура плавления меди бериллия – UNS C17200 составляет около 866°C.
В общем, плавление является фазовым переходом вещества из твердого состояния в жидкое. точка плавления вещества — это температура, при которой происходит это фазовое превращение. Точка плавления также определяет состояние, при котором твердое тело и жидкость могут существовать в равновесии.
Теплопроводность бериллиевой бронзы
Теплопроводность меди бериллия – UNS C17200 составляет 115 Вт/(м·К).
Характеристики теплопередачи твердого материала измеряются свойством, называемым теплопроводностью , k (или λ), измеряемой в Вт/м.K . Он измеряет способность вещества передавать тепло через материал за счет теплопроводности. Обратите внимание, что закон Фурье применяется ко всем веществам, независимо от их состояния (твердое, жидкое или газообразное). Поэтому его также определяют как жидкости и газы.
Теплопроводность большинства жидкостей и твердых тел зависит от температуры, а для паров она также зависит от давления. В целом:
Большинство материалов практически однородны. Поэтому обычно мы можем написать k = k (T) . Аналогичные определения связаны с теплопроводностью в направлениях y и z (ky, kz). Однако для изотропного материала теплопроводность не зависит от направления переноса, kx = ky = kz = k.
Ссылки:
Материаловедение:
Министерство энергетики США, Материаловедение. Справочник по основам Министерства энергетики, том 1 и 2. Январь 1993 г.
Министерство энергетики США, материаловедение. Справочник по основам Министерства энергетики, том 2 и 2. Январь 1993 г.
Уильям Д. Каллистер, Дэвид Г. Ретвиш. Материаловедение и инженерия: введение, 9-е издание, Wiley; 9 издание (4 декабря 2013 г.), ISBN-13: 978-1118324578.
Эберхарт, Марк (2003). Почему все ломается: понимание мира по тому, как он разваливается. Гармония. ISBN 978-1-4000-4760-4.
Гаскелл, Дэвид Р. (1995). Введение в термодинамику материалов (4-е изд.). Издательство Тейлор и Фрэнсис. ISBN 978-1-56032-992-3.
Гонсалес-Виньяс, В. и Манчини, Х.Л. (2004). Введение в материаловедение. Издательство Принстонского университета. ISBN 978-0-691-07097-1.
Эшби, Майкл; Хью Шерклифф; Дэвид Себон (2007). Материалы: инженерия, наука, обработка и дизайн (1-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн. ISBN 978-0-7506-8391-3.
Дж. Р. Ламарш, А. Дж. Баратта, Введение в ядерную технику, 3-е изд., Prentice-Hall, 2001, ISBN: 0-201-82498-1.
Бериллиевый медный сплав | Бериллиевая бронза
Предыдущий
Далее
35-летний опыт профессионального обслуживания по всему миру!
О компании Wonder Copper
Компания Wonder Copper Alloys Co., Ltd., входящая в группу Wonder, является ведущим китайским производителем и поставщиком бериллиево-медного сплава , бериллиевой меди свободной резки, сплава контактной сварки, сплава алюминиевой бронзы. , сплав кремниевой бронзы, сплав фосфористой бронзы, свинцовая техническая бронза, сплав нейзильбера с момента его создания в 1995.
Wonder Copper LTD. является установленным бизнесом, который был посвящен обслуживанию в отрасли более 30 лет. Наша команда состоит из полностью сертифицированных специалистов в области поставок бериллиевой меди и других производственных услуг. Мы предлагаем различные услуги по проектированию и производству. Мы также являемся современным обрабатывающим предприятием, которое позволяет нашей компании предоставлять комплексные услуги за одну остановку.
Wonder Copper уже 35 лет успешно поставляет различным компаниям компоненты из бериллиевой меди.
МЫ СООТВЕТСТВУЕМ ЖЕСТКИМ ДОПУСКАМ, ЧТОБЫ УДОВЛЕТВОРИТЬ СЖАТЫЕ БЮДЖЕТЫ Способны соблюдать жесткие допуски на всю нашу работу, чтобы удовлетворить все ваши потребности, и мы придерживаемся нашего качества с полными отчетами о проверке, предоставляемыми с каждым продуктом.
Ведущий ассортимент продукции компании Wonder Copper Alloys Co., Ltd. )

China Beryllium Copper Alloy Co., Ltd. предлагает опытный персонал, который поможет вам в выполнении вашего заказа. Затем эти требования подтверждаются для вашего утверждения, поэтому «мы делаем это правильно с первого раза». Наш ISO 9Системы качества 001:2015 делают PTJ полностью совместимым с ожиданиями производителей медных материалов.
Бериллиевая медная пластина
Бериллиевая медная проволока
Бериллиевая медная трубка
Бериллиевая медная полоса
Бериллиевый медный стержень
Медные профили Learn Wonder
Бериллиевая медь имеет немало распространенных названий. Вы можете услышать, что он упоминается как BeCu, медный бериллий, бериллиевая бронза 9.0004, сплав 172 и пружинная медь. Каждый раз, когда вы слышите эти термины, они относятся к бериллиевой меди.
Разумная цена на бериллиевую медь и быстрое и эффективное обслуживание — это лишь одна из многих инициатив, благодаря которым China Beryllium Copper Alloy Co. , Ltd. является лидером в производстве полос, прутков и стержней, листов, пластин во всем мире.
Wonder Copper Ltd. занимается металлургическим бизнесом с 1995 года, и наш квалифицированный персонал по продажам может помочь вам выбрать наиболее подходящий бериллиево-медный сплав для вашего применения. Свяжитесь с нами сегодня.
У нас есть все, что вам нужно. В наличии более 18 000 наименований, включая все различные бериллиево-медные сплавы
Последние новости из нашего сервиса
Обработка бериллия
Являясь ведущим поставщиком станков для обработки бериллия, компания Wonder Copper знает о многих преимуществах деталей, обработанных винтами из бериллиевой меди.
Бериллиевая медная пружина
Бериллиевая медь (BECU) часто используется в производстве пружинных зажимов и плоских пружин из-за ее высокой прочности. Он дает такое же усилие пружины, что и углеродистая сталь, но на долю толщины. Это позволяет производить зажимы толщиной до 0,002 дюйма и проволоку толщиной до 0,050 дюйма.
Бериллиевые поковки и отливки
Литая бериллиевая медь имеет крайне низкую пластичность и не поддается прессованию.
Литая бериллиевая бронза в основном используется в качестве взрывозащищенного инструмента, форм, конструкционных деталей повторителей подводных кабелей, сварочных электродов и т. д.
Форма из бериллиевой меди
Структура формы из-за бериллиевой меди имеет хорошие механические свойства, высокую теплопередачу, немагнитность и литейность. Бериллиевая медь часто используется для изготовления полостей и сердечников в литьевых формах, выдувных формах и пластиковых магнитах. формы.
Этот материал часто используется для изготовления горячеканальных зондов и толкателей.
Перечень бериллиевой меди
Wonder Copper ведет учет бериллиевой меди в круглых стержнях, пластинах и полосах. Бериллиевая медь представляет собой пластичный, свариваемый и поддающийся механической обработке сплав. Промышленные марки медно-бериллиевых сплавов содержат от 0,4 до 2,0 % бериллия. Низкотемпературная термообработка (600℃ в течение 2-3 часов) обеспечивает дополнительную максимальную прочность и твердость.
Клемма из бериллиевой меди
Клемма из бериллиевой меди представляет собой клемму из бериллиево-медного сплава. Материал представляет собой материал с высоким содержанием бериллиевой меди, который имеет высокую твердость и хороший коэффициент эластичности.
Коэффициент упругости бериллиевой меди — лучший вид меди. Wonder Copper может обеспечить изготовление клемм из бериллиевой меди.
Что такое бериллиевая бронза. Определение
Медный бериллий, также известный как бериллиевая бронза, представляет собой медный сплав с содержанием бериллия 0,5—3%. Медный бериллий является самым твердым и прочным из всех медных сплавов (UTS до 1400 МПа).
Медно-бериллиевый инструмент
Бронза представляет собой семейство сплавов на основе меди, традиционно легированных оловом, но может относиться к сплавам меди и других элементов (например, алюминия, кремния и никеля). Бронза несколько прочнее латуни, но при этом обладает высокой степенью коррозионной стойкости. Как правило, они используются, когда в дополнение к коррозионной стойкости требуются хорошие свойства при растяжении. Например, бериллиевая медь достигает наибольшей прочности (до 1400 МПа) среди всех сплавов на основе меди.
Исторически сложилось так, что сплав меди с другим металлом, например оловом, для получения бронзы впервые начали практиковать примерно через 4000 лет после открытия выплавки меди и примерно через 2000 лет после того, как «природная бронза» стала широко использоваться. Древняя цивилизация находится в бронзовом веке либо путем производства бронзы путем выплавки собственной меди и сплавления с оловом, мышьяком или другими металлами. Бронза или бронзоподобные сплавы и смеси использовались для изготовления монет в течение более длительного периода. Бронзы до сих пор широко используются для изготовления пружин, подшипников, втулок, опорных подшипников автомобильных трансмиссий и аналогичных фитингов, особенно в подшипниках небольших электродвигателей. Латунь и бронза являются распространенными конструкционными материалами в современной архитектуре и в основном используются для кровли и облицовки фасадов из-за их внешнего вида.
Бериллиевая бронза
Медный бериллий , также известный как бериллиевая бронза , представляет собой медный сплав с содержанием бериллия 0,5—3%. Медный бериллий является самым твердым и прочным из всех медных сплавов (UTS до 1400 МПа) в полностью термообработанном и холоднодеформированном состоянии. Он сочетает в себе высокую прочность с немагнитными и неискрящими качествами и подобен по механическим свойствам многим высокопрочным легированным сталям, но, по сравнению со сталями, имеет лучшую коррозионную стойкость (аналогично чистой меди). Обладает хорошей теплопроводностью (210 Вт/м°С) в 3-5 раз больше, чем инструментальная сталь. Эти высокоэффективные сплавы уже давно используются для искробезопасных инструментов в горнодобывающей (угольные шахты), газовой и нефтехимической промышленности (нефтяные вышки). Для этих сред доступны отвертки из бериллиевой меди, плоскогубцы, гаечные ключи, холодные долота, ножи и молотки. Из-за отличной усталостной прочности бериллий-медь широко используется для изготовления пружин, пружинной проволоки, тензодатчиков и других деталей, которые должны сохранять свою форму при циклических нагрузках.
Сводка
Имя | Бериллиевая медь |
Фаза на STP | Н/Д |
Плотность | 8250 кг/м3 |
Предел прочности при растяжении | 1110 МПа |
Предел текучести | 1110 МПа |
Модуль упругости Юнга | 131 ГПа |
Твердость по Бринеллю | 150 лев. |
Точка плавления | 866 °С |
Теплопроводность | 115 Вт/мК |
Теплоемкость | 420 Дж/г К |
Цена | 13 $/кг |
97,9%
1,9%
Свойства бериллиевой бронзы
Свойства материала являются интенсивными свойствами , это означает, что они не зависят от количества массы и могут варьироваться от места к месту в системе в любой момент. В основу материаловедения входит изучение структуры материалов и их связь с их свойствами (механическими, электрическими и т. д.). Как только материаловед узнает об этой корреляции структуры и свойств, он может приступить к изучению относительных характеристик материала в данном приложении. Основными факторами, определяющими структуру материала и, следовательно, его свойства, являются входящие в его состав химические элементы и то, каким образом он был обработан до конечной формы.
Механические свойства бериллиевой бронзы
Материалы часто выбирают для различных применений, поскольку они имеют желаемое сочетание механических характеристик. Для структурных применений свойства материалов имеют решающее значение, и инженеры должны их учитывать.
Прочность бериллиевой бронзы
В механике материалов прочность материала — это его способность выдерживать приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации. Прочность материалов в основном рассматривает взаимосвязь между внешними нагрузками , приложенными к материалу, и результирующей деформацией или изменением размеров материала. Прочность материала — это его способность выдерживать приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации.
Предел прочности при растяжении
Предел прочности при растяжении меди бериллия – UNS C17200 составляет около 1110 МПа.
Предел прочности при растяжении является максимальным на инженерной кривой напряжения-деформации. Это соответствует максимальному напряжению , которое может выдержать конструкция при растяжении. Предельная прочность на растяжение часто сокращается до «предельной прочности» или даже до «предельной». Если это напряжение применяется и поддерживается, произойдет разрушение. Часто это значение значительно превышает предел текучести (на 50–60 % превышает предел текучести для некоторых типов металлов). Когда пластичный материал достигает предела прочности, он испытывает сужение, когда площадь поперечного сечения локально уменьшается. Кривая напряжение-деформация не содержит более высокого напряжения, чем предел прочности. Несмотря на то, что деформации могут продолжать увеличиваться, напряжение обычно уменьшается после достижения предела прочности. Это интенсивное свойство; поэтому его значение не зависит от размера испытуемого образца. Однако это зависит от других факторов, таких как подготовка образца, наличие или отсутствие поверхностных дефектов, температура тестовой среды и материала. Предел прочности при растяжении варьируется от 50 МПа для алюминия до 3000 МПа для очень высокопрочных сталей.
Предел текучести
Предел текучести меди бериллия – UNS C17200 составляет около 1100 МПа.
Точка текучести — это точка на кривой напряжения-деформации, которая указывает предел упругого поведения и начало пластического поведения. Предел текучести или предел текучести — это свойство материала, определяемое как напряжение, при котором материал начинает пластически деформироваться, тогда как предел текучести — это точка, в которой начинается нелинейная (упругая + пластическая) деформация. До предела текучести материал будет упруго деформироваться и вернется к своей первоначальной форме, когда приложенное напряжение будет снято. Как только предел текучести пройден, некоторая часть деформации будет постоянной и необратимой. Некоторые стали и другие материалы демонстрируют явление, называемое явлением предела текучести. Пределы текучести варьируются от 35 МПа для низкопрочного алюминия до более 1400 МПа для очень высокопрочных сталей.
Модуль упругости Юнга
Модуль упругости Юнга меди бериллия – UNS C17200 составляет около 131 ГПа.
Модуль упругости Юнга представляет собой модуль упругости при растяжении и сжатии в режиме линейной упругости при одноосной деформации и обычно оценивается испытаниями на растяжение. Вплоть до предельного напряжения тело сможет восстановить свои размеры при снятии нагрузки. Приложенные напряжения заставляют атомы в кристалле перемещаться из своего положения равновесия. Все атомы смещены на одинаковую величину и сохраняют свою относительную геометрию. Когда напряжения снимаются, все атомы возвращаются в исходное положение, и остаточная деформация не возникает. Согласно Закон Гука, напряжение пропорционально деформации (в упругой области), а наклон модуль Юнга . Модуль Юнга равен продольному напряжению, деленному на деформацию.
Твердость бериллиевой бронзы
Твердость по Роквеллу меди бериллия – UNS C17200 составляет приблизительно 82 HRB.
Испытание на твердость по Роквеллу. В отличие от теста Бринелля, тестер Роквелла измеряет глубину проникновения индентора при большой нагрузке (большая нагрузка) по сравнению с проникновением, сделанным при предварительном нагружении (незначительная нагрузка). Незначительная нагрузка устанавливает нулевое положение. Прикладывается основная нагрузка, затем ее снимают, сохраняя при этом второстепенную нагрузку. Разница между глубиной проникновения до и после приложения основной нагрузки используется для расчета Число твердости по Роквеллу . То есть глубина проникновения и твердость обратно пропорциональны. Главным преимуществом твердости по Роквеллу является возможность отображать значения твердости напрямую . Результатом является безразмерное число, обозначаемое как HRA, HRB, HRC и т. д., где последняя буква соответствует соответствующей шкале Роквелла.
Испытание Rockwell C выполняется с пенетратором Brale ( алмазный конус 120° ) и основной нагрузкой 150 кг.
Термические свойства бериллиевой бронзы
Термические свойства материалов относятся к реакции материалов на изменения их температуры и на воздействие тепла. Когда твердое тело поглощает энергию в виде тепла, его температура повышается, а размеры увеличиваются. Но различных материалов реагируют на приложение тепла по-разному .
Теплоемкость, тепловое расширение и теплопроводность являются свойствами, которые часто имеют решающее значение при практическом использовании твердых тел.
Температура плавления бериллиевой бронзы
Температура плавления меди бериллия – UNS C17200 составляет около 866°C.
В общем, плавление является фазовым переходом вещества из твердого состояния в жидкое. точка плавления вещества — это температура, при которой происходит это фазовое превращение. Точка плавления также определяет состояние, при котором твердое тело и жидкость могут существовать в равновесии.
Теплопроводность бериллиевой бронзы
Теплопроводность меди бериллия – UNS C17200 составляет 115 Вт/(м.К).
Характеристики теплопередачи твердого материала измеряются свойством, называемым теплопроводностью , k (или λ), измеряемой в Вт/м·К . Это мера способности вещества передавать тепло через материал за счет теплопроводности. Обратите внимание, что закон Фурье применим ко всей материи, независимо от ее состояния (твердое, жидкое или газообразное), поэтому он также определен для жидкостей и газов.
Теплопроводность большинства жидкостей и твердых тел зависит от температуры. Для паров это также зависит от давления. В общем случае:
Большинство материалов почти однородны, поэтому обычно мы можем написать k = k (T) . Аналогичные определения связаны с теплопроводностями в направлениях y и z (ky, kz), но для изотропного материала теплопроводность не зависит от направления переноса, kx = ky = kz = k.
[/lgc_column]
Ссылки:
Материаловедение:
Министерство энергетики США, материаловедение. Справочник по основам Министерства энергетики, том 1 и 2. Январь 1993 г.
Министерство энергетики США, материаловедение. Справочник по основам Министерства энергетики, том 2 и 2. Январь 1993 г.
Уильям Д. Каллистер, Дэвид Г. Ретвиш. Материаловедение и инженерия: введение, 9-е издание, Wiley; 9 издание (4 декабря 2013 г.), ISBN-13: 978-1118324578.
Эберхарт, Марк (2003). Почему все ломается: понимание мира по тому, как он разваливается. Гармония. ISBN 978-1-4000-4760-4.
Гаскелл, Дэвид Р. (1995). Введение в термодинамику материалов (4-е изд.). Издательство Тейлор и Фрэнсис. ISBN 978-1-56032-992-3.
Гонсалес-Виньяс, В. и Манчини, Х.Л. (2004). Введение в материаловедение. Издательство Принстонского университета. ISBN 978-0-691-07097-1.
Эшби, Майкл; Хью Шерклифф; Дэвид Себон (2007). Материалы: инженерия, наука, обработка и дизайн (1-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн. ISBN 978-0-7506-8391-3.
Дж. Р. Ламарш, А. Дж. Баратта, Введение в ядерную технику, 3-е изд., Prentice-Hall, 2001, ISBN: 0-201-82498-1.
См. выше:
Бронза
Мы надеемся, что эта статья Бериллиевая бронза поможет вам. Если это так, дайте нам лайк на боковой панели. Основная цель этого веб-сайта — помочь общественности узнать интересную и важную информацию о материалах и их свойствах.
C17200 Бериллиевая медь (AMS 4535) Круглый | Бронзовые сплавы
Решения в наличии и производстве
- Описание
- Технические характеристики
- Chemical
- Физическое
- Механическое
- Изготовление
Описание продукта
C17200 Beryllium Copper (AMS 4535). в качестве раствора Термообработанный стержень и стержень. В состоянии старения C17200 достигает самой высокой прочности и твердости среди всех коммерческих сплавов на основе меди. Предел прочности на растяжение может превышать 200 тысяч фунтов на квадратный дюйм, а твердость приближается к Роквеллу C45. Этот сплав используется в подшипниках и поворотных элементах шасси самолета, втулках и шайбах для трехконусных буровых долот, корпусах под давлением для магнитометров и других приборов, а также для контактной сварки.
Другие термины для этого сплава: медный бериллиевый слиток; ASTM B 643 Сплав 17200; медная бериллиевая трубка; АМС 4650; С 17200; АМС 4535; Сплав 25; САЕ J463; ASTM B 196 сплав 17200; CuBe2, BeCu
Примечание: Указанный вес является наилучшей оценкой фактического веса, который мы отправляем. Они представляют собой комбинацию расчетных теоретических весов и среднего фактического веса. Наши веса консервативны в сторону более тяжелой стороны, но могут быть небольшие различия в весе от штанги к штанге.
Показанные здесь физические, технологические и термические свойства представляют собой разумные приближения, подходящие для общего инженерного использования. Из-за коммерческих различий в составах и производственных ограничений их не следует использовать для целей спецификации.
Эквивалентные спецификации
AMS 4535 — Трубка | AMS 4650 — ROD & BAR |
.0339
ASTM B 196 AMS 4533 Эквивалентные спецификации проверяются и ежегодно обновляются.
Specifications shown are current as of May 4, 2010.
Chemical Composition (%)
Cu* | Ni + Co | Ni + Co + Fe | Be | Al | Si |
---|---|---|---|---|---|
Остаток | 0,20 мин.![]() | 0,6 макс. | 1,80 – 2,00 | 0,20 макс. | 0,20 макс. |
Sum of all named elements = 99.5%
Mechanical Properties
Tubing – Solution & Precipitation Heat Treated TF00 (formerly AT) | English | Metric |
---|---|---|
Tensile Strength, min . | 161 тыс.фунтов/кв.дюйм | 1110 МПа |
Предел текучести, мин. | 130 тыс.фунтов/кв.дюйм | 896 МПа |
Удлинение в 4D, мин | 3% | 3% |
Rod & Bar – Solution Heat Treated TB00 (formerly A) | ||
Tensile, maximum | 85 ksi | 586 MPa |
Elongation | 35% | 35% |
Прутки и стержни – Термообработка раствором и осаждением | ||
Прочность на растяжение, мин.![]() | 165 тысяч фунтов/кв. дюйм | 1138 МПа |
Предел текучести, мин. | 140 KSI | 965 МПа |
Удлинение | 3% | 3% |
020. Рейтинг 20 (латунь свободной резки = 100)
Физические свойства
Английский | Метрическая система | |
---|---|---|
Melting Point – Liquidus | 1800° F | 982° C |
Melting Point – Solidus | 1590° F | 866° C |
Density | 0.290 lb/in³ at 68° F | 8.25 gm/cm³ @ 20° C |
Specific Gravity | 8.260 | 8.![]() |
Electrical Resistivity (Annealed) | 46.2 ohms-cmil/ft @ 68° F | 7.68 microhm-cm @ 20° С |
Электропроводность* | 22 %IACS при 68°F | 0,12 МегаСименс/см при 20°C |
Теплопроводность | 62 БТЕ · фут/(ч · фут²5 90°F) при 603339°F 107,3 Вт/м · °K при 20°C | |
Коэффициент теплового расширения | 9,90 · 10-6 на °F (68-572°F) | 17,8 · 10-6 на °C (20-300 ° C) |
Удельная теплоемкость | 0,10 БТЕ/фунт/°F при 68°F | 419,0 Дж/кг · °K при 293° K |
Modulus of Elasticity in Tension | 18,500 ksi | 128,000 MPa |
*In the precipitation hardened condition
Physical Properties provided by CDA
Fabrication Practices
Soldering | Good | Capacity Холодная обработка | Хорошая |
---|---|---|---|
Пайка | Хорошая | Прочная Горячая штамповка | Отличная |
Oxyacetylene Welding | Not Recommended | Hot Forgeability Rating (Forging Brass = 100) | 40 |
Gas Shielded Arc Welding | Good | ||
Coated Metal Arc Welding | Good | Температура горячей обработки | 1200-1500° F или 649-816° C |
Сварка сопротивлением – точечная | Хорошая | Температура отжига | 1425-1475° F or 775-802° C |
Resistance Welding – Seam | Fair | ||
Resistance Welding – Butt | Fair |
Fabrication Practices provided by CDA
Заявление об отказе от ответственности
Показанные здесь физические, производственные и тепловые свойства представляют собой разумные приближения, подходящие для общего инженерного использования. Из-за коммерческих различий в составах и производственных ограничений их не следует использовать для целей спецификации. См. применимые ссылки на спецификации ASTM International.
Подпишитесь на нашу рассылку, чтобы быть в курсе важных объявлений от Morgan Bronze.
Присоединяйтесь к нашему информационному бюллетеню
Медно-бериллиевые сплавы или сталь: какой металл работает тяжелее?
В постоянном поиске материалов, обладающих правильным сочетанием свойств для требовательных областей применения, разработчики спецификаций и инженеры по коррозии оценивают такие материалы, как бериллиево-медные сплавы, как превосходную альтернативу стали.
Реклама
Что такое бериллиевая медь?
Бериллиево-медные (BeCu) сплавы, часто называемые бериллиевой бронзой, в некоторых случаях содержат медь, бериллий и другие элементы. Замечательные свойства этого сплава делают его идеальным выбором для конкретных применений, требующих высокой прочности, твердости, превосходной электропроводности, искробезопасности, коррозионной стойкости и других характеристик.
Бериллиевая медь – хорошо известный металлический сплав с высокими эксплуатационными характеристиками. Простое добавление 2% бериллия к меди дает сплав, который почти на 600% прочнее, чем одна медь. Он сочетает в себе благоприятные свойства медных сплавов с высокой прочностью на растяжение. Кроме того, его можно упрочнить или смягчить с помощью простых процессов термической обработки. Он имеет некоторые механические свойства, которые аналогичны прочным легированным сталям.
Реклама
Бериллиевая медь обладает самой высокой прочностью на растяжение и твердостью среди всех медных сплавов. Прочность термически обработанных бериллиево-медных сплавов сравнима с прочностью некоторых стальных сплавов; однако сталь уступает бериллиевой меди по коррозионной стойкости, теплопроводности и электропроводности. (Информацию о других металлах см. в Руководстве по коррозионностойким металлам.)
В нефтегазовой и угледобывающей промышленности, где необходимы искробезопасные свойства, инструменты из бериллиевой меди предпочтительнее стальных.
Были разработаны некоторые запатентованные продукты, обладающие высокой прочностью, твердостью и коррозионной стойкостью, необходимые для керамического литья и литья по выплавляемым моделям. Специальный сплав бериллиевой меди 165C с высокой коррозионной стойкостью был разработан для работы в условиях погружения в соленую воду.
Отличительные особенности бериллиевой меди
Основные характеристики бериллиевой меди включают:
Реклама
- Немагнитный
- Гистерезис
- Обрабатываемость и формуемость
- Сопротивление ползучести
- Безыскровость
- Превосходная коррозионная стойкость
- Простота формирования полос, проволоки и миниатюрных деталей малого веса
- Высокая пластичность
- Превосходная электропроводность
- Хорошая теплопроводность
- Сопротивление усталости
- Высокий предел упругости
- Стабильность размеров
- Стойкость к биообрастанию
- Характеристики деформационного упрочнения и старения
- Минимальный риск водородного охрупчивания и коррозионного растрескивания под напряжением (SCC)
Однако соединения бериллия, такие как оксиды, считаются токсичными при случайном вдыхании , поэтому могут потребоваться меры безопасности при производстве, обращении и использовании сплавов BeCu.
Поскольку металлический бериллий сам по себе является хрупким, он используется в очень малых количествах (например, от 1,5 до 3 процентов) в бериллиевой меди в качестве легирующего элемента. Применения, требующие более высокой твердости, содержат более высокую долю бериллия, тогда как в пружинах средней жесткости используется более низкая доля бериллия. Медно-бериллиевые сплавы с содержанием бериллия менее одного процента и немного большей долей кобальта (чуть более 2%) предпочтительны для приложений с высокой электропроводностью.
Коррозионная стойкость и механические свойства бериллиевой меди
Бериллиевая медь обладает более высокой коррозионной стойкостью, чем стали, обычно используемые для пружин и других чувствительных к давлению устройств в нормальных условиях окружающей среды. Исследования также подтверждают, что бериллиевая медь обладает превосходной коррозионной стойкостью по сравнению с нержавеющей сталью в морской воде. (Чтобы узнать больше о нержавеющей стали, прочитайте «Введение в нержавеющие стали».) Однако бериллиевая медь не должна контактировать с ацетиленом или соединениями серы, поскольку они будут реагировать с этим сплавом.
Термически обработанные холоднодеформированные поковки из бериллиевой меди имеют предел прочности при растяжении 50-55 тонн/кв. дюйм при процентном удлинении 10 процентов. Для сравнения, предел прочности на растяжение мягкой стали составляет 25 тонн на квадратный дюйм (50000 фунтов на квадратный дюйм). Проволока из бериллиевой меди имеет предел прочности при растяжении 150 000–230 000 фунтов на квадратный дюйм, а провода из сопоставимой марки стали ASTM A 229, класс 1 имеют предел прочности при растяжении 165 000–293 000 фунтов на квадратный дюйм.
Медно-бериллиевые сплавы не подвержены коррозионному растрескиванию под напряжением (вызванному хлоридами) или водородному охрупчиванию. Бериллиевая медь использовалась для изготовления разъемов для подводных трансатлантических кабелей связи между США и Европой.
Проводимость медно-бериллиевых сплавов
Электропроводность BeCu с низким содержанием бериллия может варьироваться от 45% IACS до 52% IACS (наивысшее значение, достигаемое при термической обработке для достижения оптимальной электропроводности; оптимальное удельное электрическое сопротивление, достигаемое в этом случае, соответствует от 3,3 до 3,6 мкОм). Электропроводность обычного сплава BeCu находится в диапазоне от 32 до 38 процентов IACS. (Примечание: IACS — это международный стандарт на отожженную медь.)
И наоборот, электропроводность стали варьируется от 2,4% IACS (для нержавеющей стали 347) до 2,98% IACS (для высоколегированной стали).
Теплопроводность сплава бериллий-медь 25 составляет 105 ватт/кельвин/метр, тогда как для углеродистой стали она составляет 45 ватт/кельвин/метр, а для нержавеющей стали 15 ватт/кельвин/метр. Как правило, бериллиево-медные сплавы имеют теплопроводность в 3-5 раз выше, чем у инструментальных сталей.
Области применения бериллиевой меди
Исследование бериллиево-медных сплавов классифицирует применение бериллиево-медных сплавов по следующим категориям:
- На основе высокой прочности, а также эластичности: чувствительные к давлению высокоточные инструменты, диафрагмы, пружины
- На основании высокой проводимости, хорошей коррозионной стойкости сопротивление и прочность: электроды и держатели для контактной сварки
- В зависимости от твердости и прочности: штампы, используемые для ковки металлов и глубокой вытяжки металлов
- В зависимости от характеристик искробезопасности и твердости: применение во взрывоопасных зонах, требующих искробезопасных приспособлений и инструментов
Применение категории 1
Преимуществом использования бериллиево-медных металлических сплавов для изготовления пружин и чувствительных к давлению прецизионных приборов и инструментов является простота обработки металла в сложные геометрические формы перед их последующей закалкой и отпуском. Поскольку электропроводность этого сплава намного выше, чем у других разновидностей стали, а из-за ее эластичности и немагнитных свойств, бериллиевая медь также предпочтительнее в электроизмерительных приборах. Этот медный сплав также используется для изготовления часовых пружин.
Категория 2 Применение
Электрододержатели и электроды, используемые для контактной сварки, должны иметь твердость и прочность, чтобы выдерживать тенденцию к деформации при более высоких температурах, а также должны обладать высокими характеристиками электрической и теплопроводности. Запатентованные бериллиево-медные сплавы, разработанные в результате исследований, включают медь с низким содержанием бериллия, содержащую кобальт и серебро. Точно так же медь с низким содержанием бериллия с высокими характеристиками теплопередачи используется для изготовления мазутных и газовых горелок.
При сварке стержнями из бериллиевой меди операторы должны следить за тем, чтобы они не вдыхали пары бериллия, поскольку пары бериллия опасны и считаются канцерогенными. Меры предосторожности необходимы при обработке бериллиевой меди, например, при газовой резке, пайке, пайке твердым припоем, полировании, чистовой обработке, струйной очистке, шлифовке, механической обработке или распиловке, поскольку пары и пыль бериллия могут быть опасны для операторов.
Категория 3 Применение
Преимущества использования бериллиевой меди в штампах для глубокой вытяжки и кузнечных штампах заключается в простоте изготовления путем точного литья, механической обработки и закалки в последующем процессе. Превосходная износостойкость и более высокая теплопроводность обеспечивают сокращение рабочих циклов, особенно при литье пластмасс, по сравнению с рабочим циклом стальных штампов сопоставимых размеров.
Категория 4 Применение
Бериллиево-медные сплавы используются для изготовления искробезопасных инструментов безопасности, подходящих для опасных зон, таких как аэродромы, нефтегазовые установки, угольные шахты, предприятия, производящие и использующие боеприпасы и взрывчатые вещества, а также заводы по продаже, хранение и использование легковоспламеняющихся масел и газов.
В общий перечень предохранительного инструмента из бериллиевой меди входят отвертки, плоскогубцы, ножовочные полотна, ножницы, лопаты, молотки, гаечные ключи, долота, ножи, ножницы и скребки. Эти инструменты могут быть литыми, катаными или коваными. Инструменты, используемые для резки стали, сохраняют свою режущую кромку, что гарантирует долговечность и эффективность. (Связанное чтение: Использование виниловых покрытий для инструментов и мелких металлических деталей.)
В опасных зонах стальные инструменты могут искрить из-за вылета мельчайших железных частиц и тепла, выделяющегося в момент удара. Эти частицы мгновенно окисляются, вызывая автоматическое возгорание горючих материалов. Если используются инструменты из бериллиево-медного сплава, частицы, образующиеся при ударе о твердые тела, такие как бетон, не окисляются мгновенно, и опасность возникновения искры сводится к минимуму. Хотя существует небольшая вероятность окисления частиц железа во время удара инструментов из бериллиевой меди о твердые частицы железа, риск намного ниже, если принять обычные меры предосторожности.
Другие важные области применения сплавов BeCu
Медно-бериллиевые сплавы используются в криогенных применениях, поскольку они стабильно сохраняют теплопроводность и механическую прочность при более низких температурах. Седла клапанов четырехтактных двигателей внутреннего сгорания с титановыми покрытиями в настоящее время изготавливают из бериллиево-медных сплавов, поскольку скорость рассеивания тепла выше, чем у седел клапанов из черных металлов. (Связанное чтение: Понимание черных и цветных металлов: понимание этих ключевых различий.)
Миниатюрные компоненты разрабатываются для компьютерной электроники и мобильных телефонов благодаря электро- и теплопроводности сплава, легкости миниатюризации и превосходной прочности.
Другие области применения включают подводные кабельные соединители и высококачественные профессиональные ударные инструменты. Треугольники и бубны из медно-бериллиевого сплава издают равномерный резонанс и качественный тембр.
Поскольку бериллиевая медь немагнитна, она используется для магнитометров в инструментах направленного бурения и измерения во время бурения (MWD). Поскольку детали из черных металлов могут мешать процессу магнитно-резонансной томографии (МРТ), очевидным выбором являются детали из цветных металлов, таких как бериллиевая медь.
Заключение
Хотя некоторые стальные сплавы имеют явное преимущество в стоимости по сравнению с бериллиевой медью, последняя превосходит сталь с точки зрения коррозионной стойкости, тепло- и электропроводности и искробезопасности. После термической обработки бериллиевая медь не уступает по прочности и твердости некоторым легированным сталям.
Отсутствие искр делает эти сплавы подходящими для инструментов, предназначенных для взрывоопасных объектов, таких как угольные шахты и нефтяные вышки.
Медно-бериллиевые сплавы имеют меньший модуль упругости и, следовательно, вызывают больший прогиб, чем стальная пружина при аналогичных нагрузках. Благодаря превосходной тепло- и электропроводности бериллиево-медные сплавы предпочтительны для использования в качестве электродов и держателей при контактной сварке. Легкая формуемость и точность формования дает неоспоримое преимущество бериллиевой меди.
Самым большим недостатком является токсичная бериллиевая пыль и пары; следовательно, при работе с этими сплавами в определенных ситуациях должны быть приняты меры безопасности.
Реклама
Связанные термины
- Бериллий
- Бериллиевый медный сплав
- Коррозионностойкий сплав
- Медь
- Сплав
- Высокая электропроводность
- Теплопроводность
- Электропроводность
- Токсичность
- Черный металл
Поделиться этой статьей
Изучение окислительного поведения бериллиевой бронзы
Заголовки статей
Эволюция микроструктуры и свойств сплава Cu90Zr10 в процессе механосплавления
стр. 667
Исследование микроструктуры и механических свойств прессованного распылением сплава Al-8,5Fe-1,3V-1,7Si
стр. 671
Исследование характеристик релаксации напряжений в бериллиевой бронзе
стр. 675
Исследование фаз магниевых сплавов Mg-Zn-La при 150°С
стр. 679
Исследование окислительного поведения бериллиевой бронзы
стр. 683
Влияние времени перемешивания и времени выдержки на микроструктуру и свойства сплава А356, модифицированного Sc
стр. 687
Микроструктуры магниевого сплава AZ61, отвержденного ультразвуковой вибрационной обработкой
стр. 691
Влияние скорости охлаждения на микроструктуру полутвердого шлама AZ61, полученного с помощью процесса ультразвуковой вибрации
стр. 696
Износ композита на основе меди при различных электрических токах
стр.701
Главная Advanced Materials Research Advanced Materials Research Vols. 750-752 Изучение окислительного поведения бериллиевой бронзы
Предварительный просмотр статьи
Резюме:
Окислительное поведение бериллиевой бронзы изучено с помощью фазового и компонентного анализа, СЭМ и других методов в статье. Изучите закон прироста массы при окислении бериллиевой бронзы при температуре от 210°C до 300°C. Результаты показывают, что масса бериллиевой бонзы явно увеличивается в начальный момент времени, а затем увеличивается медленно постепенно, что в целом следует приблизительно параболическому закону скорости. Окисление бериллиевой бронзы представляет собой процесс распространения O внутрь сплава, в то время как Be и Cu распространяются наружу. Продуктами окисления являются BeO и CuO, BeO находится ниже CuO.
Доступ через ваше учреждение
* — Автор, ответственный за переписку
использованная литература
[1]
HL Ding, ZH Xin. Практическая термообработка и анализ отказов алюминия, меди и их сплавов[M]. Пекин: China Machine Press, (2007).
[2]
Р. Х. Ву. Современные материальные тенденции[M]. Пекин: Научно-исследовательский институт цветных металлов (1999).
[3]
С. Ю. Лю. Термическая обработка меди и медных сплавов[M]. Пекин: China Machine Press, (1990).
[4]
М.