Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Бери́лієва бро́нза (англ. beryllium bronze) або бери́лієва мідь (англ. beryllium copper, BeCu) — сплави на основі міді, із вмістом не більше 3% берилію. Може містити також інші легувальні добавки, такі як нікель (0,2%…0,4%) і титан (0,1%…0,25%) та інші домішки не більше від 0,5%. Берилієві бронзи серед мідних сплавів вирізняються високою міцністю при збереженні високого рівня електро- та теплопровідності.
Структурні особливості
Найбільше застосування знайшли сплави системи «Cu-Be», до яких належить дисперсно-зміцнюваний сплав БрБ2 за ГОСТ 18175-78 (CuBe2, alloy 25, C 17200 за специфікаціями інших країн), що містить близько 1,8…2,1% берилію, а також сплави системи МНБ (мідь-нікель-берилій або CuNi2Be, alloy 3, C17510 за іншими специфікаціями) та МКБ (мідь-кобальт-берилій чи CuСо2Be, alloy 10, C17500), з вмістом до 0,8% берилію. Сплав БрБ2 також називають високолегованою берилієвою бронзою, а сплави типу МНБ та МКБ — низьколегованою берилієвою бронзою. Також користується попитом високолегована берилієва бронза марки БрБ2,5 за ТУ 48-21-96-72 (із вмістом легувального компонента 2,3…2,6%, близький зарубіжний аналог C82000).
Особливість формування структури берилієвмісних бронз полягає в тому, що зі зміною температури розчинність легувальних елементів, наявних в них, також змінюється. За температури, нижчої від 300°С розчинність берилію в міді не перевищує 0,2% (гранична розчинність берилію в міді спостерігається за температури 866°С і становить 2,7%), але загартування від 800 °С фіксує перенасичений розчин. У твердому розчині при загартуванні з однофазної зони спостерігається утворення підвищеного числа атомів легувальної добавки (порівняно з їх кількістю у стані рівноваги конкретної системи). Твердий пересичений розчин, що отримується в результаті гартування з погляду термодинаміки є нестійким. При найменшій зміні умов він розпадається. При збільшенні температури процес розпаду стає інтенсивнішим, із зниженням температури — сповільнюється. Ефект зміцнення залежить від величини дисперсності виділень, які формуються при розпаді зазначеного розчину.
Загартування берилієвих бронз зазвичай здійснюють від температури 750…790 °С, старіння — при 300…325 °С. Добавки нікелю, кобальту або заліза сприяють уповільненню швидкості фазових перетворень при термічній обробці, що значно полегшує технологію гартування і старіння. Крім того, нікель підвищує температуру рекристалізації, а манган може частково замінити дорогий берилій.
Властивості берилієвих бронз
Слід виділити такі основні властивості цих сплавів:
- підвищена тепло- і електропровідність, що ненабагато поступається властивостям міді;
- високий рівень стійкості до зношування, повзучості та втоми;
- висока границя пружності;
- відсутність іскор при ударах;
- підвищена корозійна стійкість, висока твердість та границя міцності.
Усі ці властивості покращуються після гартування чи інших видів термооброблення (зокрема, при штучному старінні). Максимальної пластичності берилієві бронзи досягають після гартування від температури близько 775 °С.
Так, безпосередньо після гартування бронза БрБ2 має границю міцності близько σв = 550 МПа при відносному видовженні близько δ = 25%, а після відпуску (старіння) границя міцності підвищується приблизно до 1250 МПа, границя пружності становить близько 600 МПа, але відносне видовження знижується до 3-5%.
Крім того, бронзи, в яких присутній берилій, характеризуються відмінною теплостійкістю. Вироби з них функціонують без зміни своїх механічних характеристик при температурах до 340 °С. А при вищих температурах (близько 500°С) механічні показники берилієвих сплавів ідентичні показникам алюмінієвих і олов'яно-фосфористих композицій за температури експлуатації у 20 °C.
Збільшення вмісту берилію до 2,5% підвищує границю пружності, але суттєво збільшує вартість сплаву (бронза БрБ2,5). Легування бронзи із вмістом 1,85-2,1% берилію, додатково титаном 0,1…0,25% та нікелем 0,2…0,4% (бронза Бр БНТ 1,9 за ГОСТ 18175-78) дозволяє отримати границю пружності таку ж як у дорожчої бронзи БрБ2,5 (близько 800 МПа). Мікролегування берилієвих бронз бором (0,01%) або магнієм (0,1%) сприяє подальшому підвищенню границі пружності й зменшенню непружних ефектів.
Шляхом термомеханічного оброблення (загартування + холодна пластична деформація зі ступенями обтискання до 50% + старіння) можна підвищити границю пружності берилієвих бронз на 20…40%, наприклад, у бронзи Бр БНТ1,9 — до 1000 МПа.
Використання
Берилієва бронза БрБ2 (з 2% Ве) має високу хімічну стійкість, добре зварюється, легко ріжеться. З цієї бронзи виготовляють пружини, мембрани, деталі для роботи в умовах зношування в агресивних середовищах, пружні контакти, безіскрові інструменти для ведення вибухонебезпечних гірничих робіт тощо.
Такі бронзи підходять для випуску з них фасонних виливків хорошої якості. Але зазвичай ці сплави поставляються у вигляді різноманітних напівфабрикатів, що пройшли операцію деформування (дріт, тонка стрічка, смуги тощо). Берилієві бронзи легко піддаються обробці паянням, зварюванням, різанням, однак, існують і певні обмеження на здійснення цих операцій.
Берилієві сплави необхідно паяти відразу ж після того, як була виконана їх зачистка (механічна). При цьому використовується флюс з вмістом фтористих солей та спеціальні срібні припої. В останні роки поширення набуло вакуумне паяння бронз під шаром флюсу, що гарантує унікальну якість зварного з'єднання.
Електродугове зварювання берилієвих сплавів майже не використовується, що пов'язане з їх великим кристалізаційним температурним інтервалом, зате роликове, точкове, шовне зварювання і зварювання в інертній атмосфері освоєні досить добре та обов'язково повинно виконуватись до термічного оброблення.
Завдяки хорошій електропровідності та пружним властивостям берилієві бронзи знайшли застосування в електронних та електричних виробах для виготовлення високонадійних контактів, роз'ємів, гнізд для монтажу інтегральних компонентів тощо і які використовуються в автомобіле- та авіабудуванні. Без берилієвих сплавів не обходиться жодний портативний електронний пристрій (ноутбук, планшетний комп'ютер, мобільний телефон, комунікатор тощо), де з цих сплавів виготовлені мініатюрні деталі.
Знаходять застосування такі бронзи й при виготовленні обладнання для видобутку нафти, а також бурильних установок. Корозійна стійкість, висока антифрикційна спроможність та міцність — це властивості систем «Cu-Ве», які необхідні бурильникам та нафтовикам. Зазвичай з мідно-берилієвих сплавів виробляють допоміжні бурильні пристосування, бурильні труби та нарізеві з'єднання для них, опори валів насосів для перекачування нафти тощо.
Завдяки високим електропровідності й жароміцності низьколеговані бронзи використовуються у виробництві електротримачів зварних стрижнів зварювальних апаратів.
Ще одна область застосування бронз з берилієм — виготовлення поршнів агрегатів, що використовуються для виконання операцій лиття під тиском, стінок обладнання для кристалізації машин безперервного лиття заготовок та литтєвого обладнання, кокілів для лиття різноманітних складних сплавів і металів. У даному випадку відпадає необхідність додаткового захисту стінок зазначених агрегатів з метою підвищення часу їх експлуатації.
Див. також
Примітки
- ГОСТ 18175-78 Бронзы безоловянные, обрабатываемые давлением. Марки.
- Характеристика материала БрБ2 [ 4 березня 2016 у Wayback Machine.] на сайті «Марочник стали и сплавов» (рос.)
- Характеристика материала БрБ2.5 [ 4 березня 2016 у Wayback Machine.] на сайті «Марочник стали и сплавов» (рос.)
- ГОСТ 1789-70 Полосы и ленты из бериллиевой бронзы. Технические условия.
- ГОСТ 15834-77 Проволока из бериллиевой бронзы. Технические условия.
Джерела
- Колачев Б. А., Ливанов В. А., Елагин В. И. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов. — М.: Металлургия. — 1981. — 414 с.
- Лахтин Ю. М., Леонтьева В. П. Материаловедение. — М.: Машиностроение. −1980. — 493 с.
- Справочник по электротехническим материалам. / Под ред. Ю. В. Корицкого, В. В. Пасынкова, Б. М. Тареева. — Т. 3. — 3-е изд., перераб. — Л.: Энергоатомиздат, 1988. — 728 с.
Посилання
- Kairav Domadia Beryllium-Copper [ 5 березня 2016 у Wayback Machine.] (англ.)
- Standards and properties — Copper and copper alloy microstructures — Copper Beryllium [ 24 грудня 2012 у Wayback Machine.] на сайті «Copper Development Association Inc.» (англ.)
- Copper beryllium and nickel beryllium datasheets [ 3 березня 2016 у Wayback Machine.] на сайті компанії «Lamineries MATTHEY SA» (англ.)
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Beri liyeva bro nza angl beryllium bronze abo beri liyeva mid angl beryllium copper BeCu splavi na osnovi midi iz vmistom ne bilshe 3 beriliyu Mozhe mistiti takozh inshi leguvalni dobavki taki yak nikel 0 2 0 4 i titan 0 1 0 25 ta inshi domishki ne bilshe vid 0 5 Beriliyevi bronzi sered midnih splaviv viriznyayutsya visokoyu micnistyu pri zberezhenni visokogo rivnya elektro ta teploprovidnosti Beriliyeva bronza livoruch u porivnyanni z inshimi splavami Dali zliva napravo inkonel stal titan alyuminij magnijStrukturni osoblivostiNajbilshe zastosuvannya znajshli splavi sistemi Cu Be do yakih nalezhit dispersno zmicnyuvanij splav BrB2 za GOST 18175 78 CuBe2 alloy 25 C 17200 za specifikaciyami inshih krayin sho mistit blizko 1 8 2 1 beriliyu a takozh splavi sistemi MNB mid nikel berilij abo CuNi2Be alloy 3 C17510 za inshimi specifikaciyami ta MKB mid kobalt berilij chi CuSo2Be alloy 10 C17500 z vmistom do 0 8 beriliyu Splav BrB2 takozh nazivayut visokolegovanoyu beriliyevoyu bronzoyu a splavi tipu MNB ta MKB nizkolegovanoyu beriliyevoyu bronzoyu Takozh koristuyetsya popitom visokolegovana beriliyeva bronza marki BrB2 5 za TU 48 21 96 72 iz vmistom leguvalnogo komponenta 2 3 2 6 blizkij zarubizhnij analog C82000 Osoblivist formuvannya strukturi beriliyevmisnih bronz polyagaye v tomu sho zi zminoyu temperaturi rozchinnist leguvalnih elementiv nayavnih v nih takozh zminyuyetsya Za temperaturi nizhchoyi vid 300 S rozchinnist beriliyu v midi ne perevishuye 0 2 granichna rozchinnist beriliyu v midi sposterigayetsya za temperaturi 866 S i stanovit 2 7 ale zagartuvannya vid 800 S fiksuye perenasichenij rozchin U tverdomu rozchini pri zagartuvanni z odnofaznoyi zoni sposterigayetsya utvorennya pidvishenogo chisla atomiv leguvalnoyi dobavki porivnyano z yih kilkistyu u stani rivnovagi konkretnoyi sistemi Tverdij peresichenij rozchin sho otrimuyetsya v rezultati gartuvannya z poglyadu termodinamiki ye nestijkim Pri najmenshij zmini umov vin rozpadayetsya Pri zbilshenni temperaturi proces rozpadu staye intensivnishim iz znizhennyam temperaturi spovilnyuyetsya Efekt zmicnennya zalezhit vid velichini dispersnosti vidilen yaki formuyutsya pri rozpadi zaznachenogo rozchinu Zagartuvannya beriliyevih bronz zazvichaj zdijsnyuyut vid temperaturi 750 790 S starinnya pri 300 325 S Dobavki nikelyu kobaltu abo zaliza spriyayut upovilnennyu shvidkosti fazovih peretvoren pri termichnij obrobci sho znachno polegshuye tehnologiyu gartuvannya i starinnya Krim togo nikel pidvishuye temperaturu rekristalizaciyi a mangan mozhe chastkovo zaminiti dorogij berilij Vlastivosti beriliyevih bronzSlid vidiliti taki osnovni vlastivosti cih splaviv pidvishena teplo i elektroprovidnist sho nenabagato postupayetsya vlastivostyam midi visokij riven stijkosti do znoshuvannya povzuchosti ta vtomi visoka granicya pruzhnosti vidsutnist iskor pri udarah pidvishena korozijna stijkist visoka tverdist ta granicya micnosti Usi ci vlastivosti pokrashuyutsya pislya gartuvannya chi inshih vidiv termoobroblennya zokrema pri shtuchnomu starinni Maksimalnoyi plastichnosti beriliyevi bronzi dosyagayut pislya gartuvannya vid temperaturi blizko 775 S Tak bezposeredno pislya gartuvannya bronza BrB2 maye granicyu micnosti blizko sv 550 MPa pri vidnosnomu vidovzhenni blizko d 25 a pislya vidpusku starinnya granicya micnosti pidvishuyetsya priblizno do 1250 MPa granicya pruzhnosti stanovit blizko 600 MPa ale vidnosne vidovzhennya znizhuyetsya do 3 5 Krim togo bronzi v yakih prisutnij berilij harakterizuyutsya vidminnoyu teplostijkistyu Virobi z nih funkcionuyut bez zmini svoyih mehanichnih harakteristik pri temperaturah do 340 S A pri vishih temperaturah blizko 500 S mehanichni pokazniki beriliyevih splaviv identichni pokaznikam alyuminiyevih i olov yano fosforistih kompozicij za temperaturi ekspluataciyi u 20 C Zbilshennya vmistu beriliyu do 2 5 pidvishuye granicyu pruzhnosti ale suttyevo zbilshuye vartist splavu bronza BrB2 5 Leguvannya bronzi iz vmistom 1 85 2 1 beriliyu dodatkovo titanom 0 1 0 25 ta nikelem 0 2 0 4 bronza Br BNT 1 9 za GOST 18175 78 dozvolyaye otrimati granicyu pruzhnosti taku zh yak u dorozhchoyi bronzi BrB2 5 blizko 800 MPa Mikroleguvannya beriliyevih bronz borom 0 01 abo magniyem 0 1 spriyaye podalshomu pidvishennyu granici pruzhnosti j zmenshennyu nepruzhnih efektiv Shlyahom termomehanichnogo obroblennya zagartuvannya holodna plastichna deformaciya zi stupenyami obtiskannya do 50 starinnya mozhna pidvishiti granicyu pruzhnosti beriliyevih bronz na 20 40 napriklad u bronzi Br BNT1 9 do 1000 MPa VikoristannyaBeziskrovij instrument z beriliyevoyi bonziVstavka z beriliyevoyi bronzi u pres formi dlya littya pid tiskom ABS plastiku Beriliyeva bronza BrB2 z 2 Ve maye visoku himichnu stijkist dobre zvaryuyetsya legko rizhetsya Z ciyeyi bronzi vigotovlyayut pruzhini membrani detali dlya roboti v umovah znoshuvannya v agresivnih seredovishah pruzhni kontakti beziskrovi instrumenti dlya vedennya vibuhonebezpechnih girnichih robit tosho Taki bronzi pidhodyat dlya vipusku z nih fasonnih vilivkiv horoshoyi yakosti Ale zazvichaj ci splavi postavlyayutsya u viglyadi riznomanitnih napivfabrikativ sho projshli operaciyu deformuvannya drit tonka strichka smugi tosho Beriliyevi bronzi legko piddayutsya obrobci payannyam zvaryuvannyam rizannyam odnak isnuyut i pevni obmezhennya na zdijsnennya cih operacij Beriliyevi splavi neobhidno payati vidrazu zh pislya togo yak bula vikonana yih zachistka mehanichna Pri comu vikoristovuyetsya flyus z vmistom ftoristih solej ta specialni sribni pripoyi V ostanni roki poshirennya nabulo vakuumne payannya bronz pid sharom flyusu sho garantuye unikalnu yakist zvarnogo z yednannya Elektrodugove zvaryuvannya beriliyevih splaviv majzhe ne vikoristovuyetsya sho pov yazane z yih velikim kristalizacijnim temperaturnim intervalom zate rolikove tochkove shovne zvaryuvannya i zvaryuvannya v inertnij atmosferi osvoyeni dosit dobre ta obov yazkovo povinno vikonuvatis do termichnogo obroblennya Zavdyaki horoshij elektroprovidnosti ta pruzhnim vlastivostyam beriliyevi bronzi znajshli zastosuvannya v elektronnih ta elektrichnih virobah dlya vigotovlennya visokonadijnih kontaktiv roz yemiv gnizd dlya montazhu integralnih komponentiv tosho i yaki vikoristovuyutsya v avtomobile ta aviabuduvanni Bez beriliyevih splaviv ne obhoditsya zhodnij portativnij elektronnij pristrij noutbuk planshetnij komp yuter mobilnij telefon komunikator tosho de z cih splaviv vigotovleni miniatyurni detali Znahodyat zastosuvannya taki bronzi j pri vigotovlenni obladnannya dlya vidobutku nafti a takozh burilnih ustanovok Korozijna stijkist visoka antifrikcijna spromozhnist ta micnist ce vlastivosti sistem Cu Ve yaki neobhidni burilnikam ta naftovikam Zazvichaj z midno beriliyevih splaviv viroblyayut dopomizhni burilni pristosuvannya burilni trubi ta narizevi z yednannya dlya nih opori valiv nasosiv dlya perekachuvannya nafti tosho Zavdyaki visokim elektroprovidnosti j zharomicnosti nizkolegovani bronzi vikoristovuyutsya u virobnictvi elektrotrimachiv zvarnih strizhniv zvaryuvalnih aparativ She odna oblast zastosuvannya bronz z beriliyem vigotovlennya porshniv agregativ sho vikoristovuyutsya dlya vikonannya operacij littya pid tiskom stinok obladnannya dlya kristalizaciyi mashin bezperervnogo littya zagotovok ta littyevogo obladnannya kokiliv dlya littya riznomanitnih skladnih splaviv i metaliv U danomu vipadku vidpadaye neobhidnist dodatkovogo zahistu stinok zaznachenih agregativ z metoyu pidvishennya chasu yih ekspluataciyi Div takozhBronza Mid Berilij Splavi beriliyuPrimitkiGOST 18175 78 Bronzy bezolovyannye obrabatyvaemye davleniem Marki Harakteristika materiala BrB2 4 bereznya 2016 u Wayback Machine na sajti Marochnik stali i splavov ros Harakteristika materiala BrB2 5 4 bereznya 2016 u Wayback Machine na sajti Marochnik stali i splavov ros GOST 1789 70 Polosy i lenty iz berillievoj bronzy Tehnicheskie usloviya GOST 15834 77 Provoloka iz berillievoj bronzy Tehnicheskie usloviya DzherelaKolachev B A Livanov V A Elagin V I Metallovedenie i termicheskaya obrabotka cvetnyh metallov i splavov M Metallurgiya 1981 414 s Lahtin Yu M Leonteva V P Materialovedenie M Mashinostroenie 1980 493 s Spravochnik po elektrotehnicheskim materialam Pod red Yu V Korickogo V V Pasynkova B M Tareeva T 3 3 e izd pererab L Energoatomizdat 1988 728 s PosilannyaKairav Domadia Beryllium Copper 5 bereznya 2016 u Wayback Machine angl Standards and properties Copper and copper alloy microstructures Copper Beryllium 24 grudnya 2012 u Wayback Machine na sajti Copper Development Association Inc angl Copper beryllium and nickel beryllium datasheets 3 bereznya 2016 u Wayback Machine na sajti kompaniyi Lamineries MATTHEY SA angl