Brąz berylu: charakterystyka

Brąz berylowy jest stopem aktywnie wykorzystywanym do produkcji części do różnych celów i nie tylko. Jego szerokie zastosowanie wynika z wyjątkowych właściwości. Czym więc jest ten stop, jakie są jego cechy?

Brązowe właściwości

Zanim przejdę do omówienia głównego tematu, chciałbym zwrócić uwagę na cechy i skład brązu. Stop berylu nadal różni się właściwościami. Co to jest "oryginalna" opcja?

Brąz to stop miedzi, który jest różowawo-złoty, ciągliwy metal przejściowy. Występuje w natywnej postaci częściej niż srebro, złoto i żelazo.

Tradycyjnie brąz stanowią stopy z dodatkiem cyny. Dostępne są również opcje z silikonem, ołowiem, aluminium i innymi elementami. Istnieją tylko dwa wyjątki. Miedź z cynkiem to mosiądz. Z niklem - nikiel srebrny.

W zależności od obecności dodatkowego metalu i zanieczyszczeń istnieją marki brązu. Beryl - najbardziej trwały. Ale o tym - bardziej szczegółowo.

Skład chemiczny

Byl brązu jest stopem utwardzanym dyspersyjnie. Jego cechą jest zależność temperaturowa rozpuszczalności składników stopowych. W procesie hartowania w roztworze stałym uwalniany jest nadmiar ich atomów (nośniki właściwości substancji).

Rezultatem jest przesycony stały roztwór. Jest niestabilny termodynamicznie, ma skłonność do rozkładu, a im wyższa temperatura, tym silniejszy. A efekt utwardzania determinuje rozproszenie wydzielin, które powstały podczas próchnicy.

Ze stopów systemu Cu-Be najczęściej używanym brązem berylowym jest Brb2 (marka). Zawiera około 2% substancji. Wykorzystywane są również stopy MNB. Zawierają również nikiel, a udział procentowy berylu wynosi 0,8%. Trzeci rodzaj stopów to ICD. W nich zamiast niklu obecny jest kobalt. Beryl jest zawarty w tej samej ilości. Pierwszy stop powyższego nazywa się wysokostopowym. Drugi i trzeci - niski.

Wszystkie w stanie utwardzonym mają doskonałą plastyczność i zdolność do wytwarzania, wysokie właściwości mechaniczne w stanie starzenia. Często ich jakość poprawia się dzięki odkształceniu plastycznemu.

Kiedy materiał jest odpowiedni?

Czasami bez użycia brązu berylowego jest niezbędny. Korzystanie z tego materiału jest bardzo skuteczne, jeśli chcesz osiągnąć:

• Brak właściwości ferromagnetycznych w produkcie końcowym i zdolność tworzenia iskier przy uderzeniu.
• Wysoka przewodność elektryczna.
• Wysokie właściwości elastyczne i wytrzymałościowe.
• Wysoka przewodność cieplna.
• Odporność na korozję.

Wszystkie wymienione cechy stają się jeszcze lepsze, jeśli stop zostanie poddany hartowaniu lub obróbce cieplnej innego typu na końcu. Na przykład to samo sztuczne starzenie.

A najbardziej skuteczną metodą stosowaną do uzyskania plastyczności stopu jest hartowanie, prowadzone w temperaturze 775 ° C.

Użyj przy tworzeniu instrumentów

Jest to najczęściej. Brąz berylowy jest wykorzystywany do produkcji części elektronicznych i elektrycznych. Przede wszystkim są to styki sprężynowe, złącza, przełączniki.

Bez tego produkcja światłowodowego sprzętu telekomunikacyjnego nie kosztuje. Ta kategoria obejmuje:

• Nadajniki optyczne.
• Przedwzmacniacze.
• Synchronizacja chipu i odzyskiwanie danych.
• Bloki przekształcają kod seryjny na równoległy.
• Kable
• Przetworniki równoległe szeregowe.
• Kształty laserowe.

Brąz berylu jest również używany do produkcji złącz żeńskich do łączenia systemów zintegrowanych z płytka drukowana.

A ponieważ wraz z rozwojem technologii sprzęt komputerowy i mobilny staje się coraz bardziej złożony, komponenty elektroniczne stają się coraz mniejsze. Zapotrzebowanie na stopy brązowo-berylowe wzrasta, ponieważ są one idealnym materiałem do produkcji małych, lekkich i niezawodnych części. W wielu nowoczesnych smartfonach, komunikatach, laptopach i tabletach są już używane.

Od dawna były wykonane złącza komputerowe, przełączniki, sprężyny i inne części. Szacowane w 1999 r. Każde PC zawierało co najmniej 2 gramy berylu w brązie.

Przemysł samochodowy

Kolejny obszar, w którym ze względu na swoje właściwości często stosuje się brąz berylowy. W szczególności składa się z niego wiele części elektronicznych przedziałów silnikowych. I wciąż z tego materiału tworzą obwody elektroniczne systemów bezpieczeństwa wielu samochodów.

Ponieważ stopień komputeryzacji i produkcji maszyn rośnie z każdym rokiem, potrzeba więcej stopów.

Warto zauważyć, że przemysł samochodowy odpowiada za około 12% globalnego zużycia tego materiału. Z niego powstają łożyska, tuleje, części komponentów, komponenty. Nie jest to zaskakujące, ponieważ jego wytrzymałość znacznie przewyższa wydajność mosiądzu i stopów, do których dodaje się krzem, cynę, fosfor, chrom i aluminium.

Przemysł naftowy i gazowy

A tu brąz berylu jest zaangażowany. Charakterystyka tego stopu pozwala na wykorzystanie go do produkcji sprzętu przeznaczonego do wiercenia i produkcji ropy naftowej. Z niego:

• Łożyska ślizgowe do pomp olejowych.
• Gwintowane połączenia ciągów rur wiertniczych.
• Bezodpryskowe narzędzia pomocnicze.
• Rury.
• Szczegóły dotyczące pomp.
• Wsporniki wiertła.

Materiał ten jest szczególnie ceniony za wysoką elastyczność. Jeśli uderzysz w części z niego wykonane, iskra się nie pojawi. Jest to bardzo ważne w tak niebezpiecznych branżach, zwłaszcza podczas wydobywania i późniejszego transportu węglowodorów. A czym jest olej? Paliwo kopalne, łatwopalna ciecz, składająca się ze złożonej mieszaniny węglowodorów i innych związków chemicznych.

Samolot

Na pewno każdy zna takie samoloty jak Boeing 787 i Airbus A380. W produkcji ich budynków wykorzystano stop berylu.

Faktem jest, że jest to idealny materiał do tego celu. Ma znacznie wyższą twardość, wytrzymałość, odporność na zużycie i nośność niż jakikolwiek inny stop. Tworzy na powierzchni obudowy odporną, ale cienką warstwę tlenku, która ma działanie samoleczącego się smaru.

Również wykonane z tego tulei ze stopu, doświadczając wielokrotnego kontaktu z powierzchnią. Musi zawsze pozostać gładka, a zatem potrzebny materiał to taki, który nie ulega zużyciu. Jest logiczne, dlaczego stosuje się stop berylu.

Dodatkowo ma doskonałe właściwości termiczne - stabilność termiczną i niski współczynnik rozszerzalności cieplnej. Są to najważniejsze cechy, które są brane pod uwagę w strukturze lotniczej. Stopy muszą wytrzymywać ekstremalne temperatury.

Nawiasem mówiąc, innym plusem materiału jest jego dobra płynność w stanie stopionym. Ta właściwość sprawia, że ​​jest to wygodne w przypadku złożonych odlewów. Pociski rur Pitota, na przykład, zawierają niezwykle cienkie formowane konstrukcje. I mogą być rzucane tylko z dobrze płynącego materiału. A tak przy okazji, przewodniki z turbin śmigłowcowych są również wykonane z tych stopów.

Spawanie oporowe

Jest to proces, w trakcie którego powstaje trwałe połączenie spawane poprzez podgrzanie metalu prądem przechodzącym przez niego, z dalszym plastycznym odkształceniem tej strefy pod działaniem siły ściskającej. To także dziedzina techniczna. Oto aplikacje wykonane ze stopu berylu:

• Elektrody. Aktualne przewodniki.
• Uchwyty elektrod. Część urządzenia elektrohydraulicznego, w którą włożona jest elektroda.

Ich żywotność jest znacznie wyższa niż w przypadku tych elementów, które są wykonane z innych stopów (a dokładnie chromu brązowego). Zakres zastosowania jest szeroki. To właśnie jest spawane przy użyciu komponentów z brązu berylowego: drutu, elementów konstrukcyjnych, blachy ze stali węglowej, stopów niklowo-chromowo-krzemowych, szyn do głównych torów kolejowych itp.

To naprawdę trwały materiał. Komponenty z niego wykonane mogą pracować z ogromnym wysiłkiem, naciskając elektrody, silny prąd i dużą szybkość. Wytrzymują dużą liczbę spoin, ponieważ mają zwiększony moduł sprężystości, odporność na naprzemienne obciążenia i wysoką temperaturę mięknięcia. Oznacza to, że nie tylko elektrody muszą być wymieniane rzadziej - dokładność i wytrzymałość połączeń zwiększa się kilkakrotnie.

Odlewanie stopów i metali

Jest to kolejne pole zastosowania dla brązu berylowego. Według GOST dozwolone jest stosowanie go w tłokach (tłokach) sprzętu odlewanie ciśnieniowe. W tym aluminium, w formach chłodniczych (formy wielokrotnego użytku), w ścianach krystalizatorów i w ciągłych instalacjach odlewniczych.

Jakie są zalety omawianego tutaj materiału? Zwiększona żywotność i wciąż brak konieczności stosowania drogiego arkusza na ścianach i formach odlewniczych.

Unikalne właściwości

Obecnie istnieje wiele różnych metali i stopów. Podsumowując, chciałbym powiedzieć, dlaczego materiał miedziany z dodatkiem berylu jest najbardziej ceniony w wymienionych obszarach. Ten stop:

• Naprawdę elastyczne. Dosłownie "wyskakuje".
• Bardzo trwałe. Przez dziesięciolecia zachowa swoją oryginalną twardość i odpowiedni wygląd.
• Łatwo nadające się do "poprawy". Opór tymczasowy wynosi 450 MPa, ale można go zwiększyć tylko o 40% poprzez poddanie wspomnianej wcześniej deformacji. Ogólnie rzecz biorąc, realistyczne jest doprowadzenie go do 1400 MPa.
• Nie zmienia swoich właściwości, nawet jeśli jest podgrzany do 340 ° C. Jeśli zwiększysz temperaturę do 500 ° C, jej jakość będzie podobna do tej charakterystycznej dla aluminium, fosforu i stopów cyny.

Nawiasem mówiąc, aby beryl był jeszcze mocniejszy, czasem bor, magnez, tytan, nikiel, kobalt lub metale ziem rzadkich. W niektórych przypadkach takie zanieczyszczenia są ważne i uzasadnione.