Perunggu berilium: komposisi, sifat, dan aplikasi

Dalam ulasan kami, kami akan membahas lebih detail tentang fitur dan parameter fisikokimia dari paduan tembaga-berilium, lebih dikenal sebagai perunggu berilium. Mari kita bicara tentang karakteristik fisik dan kimia, serta ruang lingkup komposisi unik ini.

Perunggu berilium adalah paduan tembaga-berilium yang mengandung berilium 0,5 hingga 3%, dalam beberapa kasus pengotor lain dapat ditambahkan. perunggu berilium berbeda:

1. Peningkatan kepadatan dan kekuatan dalam kombinasi dengan karakteristik non-magnetik dan tidak adanya percikan sama sekali.
2. Ia mampu menjalani semua jenis pemrosesan - pemotongan dan pembentukan.
3. Paduan ini banyak digunakan untuk pembuatan instrumen, termasuk alat musik, serta instrumen presisi dan peluru untuk senjata api.
4. Tembaga-berilium juga telah menemukan penerapannya dalam teknologi kedirgantaraan.

Perunggu berilium termasuk dalam kelompok yang disebut komposisi pengerasan dispersi.. Karakteristik yang membedakan mereka adalah ketergantungan tingkat kelarutan bahan paduan pada pemanasan.

Ketika pendinginan dilakukan dari daerah fase tunggal dalam padatan, jumlah atom yang berlebihan dari komponen paduan utama terbentuk dibandingkan dengan keadaan setimbang dari sistem tersebut. Larutan padat pekat yang dihasilkan dicirikan oleh ketidakstabilan termodinamika dan kecenderungan untuk membusuk; dengan peningkatan tingkat suhu, proses ini diaktifkan. Efek pemadatan dijelaskan oleh dispersi sekresi yang diperoleh sebagai hasil dari penguraian zat.

Rumus kimia perunggu berilium adalah BrB2, komposisinya dirinci dalam GOST saat ini.

Paduan termasuk bahan-bahan berikut:

• tembaga 97-98%;
• berilium 1,9-2,1%;
• nikel 0,2-0,5%;
• aditif kurang dari 0,5%.

Yang paling umum digunakan adalah komposisi tembaga-berilium yang mengandung berilium 2%, serta paduan tembaga-berilium-kobalt, di mana persentase berilium tidak melebihi 0,8%. Paduan pertama disebut perunggu berilium paduan tinggi, yang kedua termasuk dalam kelompok nilai paduan rendah.

Tembaga berilium memiliki karakteristik fisik dan kimia sebagai berikut.

1. Peningkatan konduktivitas listrik dan termal. Dalam parameter ini, zat tersebut hanya sedikit lebih rendah dari tembaga.
2. Peningkatan batas elastis.
3. Kurangnya percikan selama guncangan mekanis.
4. Parameter tinggi ketahanan korosi, kekerasan dan kekuatan tarik.

Semua karakteristik ini paling menonjol untuk semua momen ketika perunggu berilium mengalami berbagai metode pemrosesan dan pengerasan. Misalnya, dengan penuaan buatan, zat tersebut mencapai plastisitas tertinggi setelah pengerasan, yang dilakukan pada suhu sekitar 770 derajat - dalam keadaan ini, perunggu berilium sangat ringan.

Resistensi khas zat sesuai dengan 450 MPa. Parameter ini meningkat 2 kali lipat selama deformasi plastis paduan sebesar 35-50%. Akibatnya, setelah penuaan, yang dilakukan segera setelah selesainya proses pengerasan, sifat mekanik berilium menjadi sangat tinggi.

Parameter komposisi tembaga-berilium, yang mendasar bagi industri, jauh dari terbatas pada yang terdaftar. Semua paduan perunggu, yang strukturnya termasuk berilium, dicirikan oleh ketahanan panas yang tinggi - produk yang dibuat darinya dapat berfungsi tanpa mengubah kemampuannya pada suhu hingga 340 derajat Celcius. Dan ketika dipanaskan hingga 500 derajat, sifat mekanik dan kepadatan setiap perunggu berilium menjadi benar-benar identik dalam kinerjanya dengan aluminium, serta komposisi timah-fosforit pada suhu operasi standar sekitar +20 derajat.

Properti ini memungkinkan untuk menggunakan perunggu berilium untuk produksi coran berbentuk dengan kualitas terbaik.

Paduan berilium mudah menerima pemesinan apa pun (pemotongan, penyolderan, dan pengelasan). Meskipun ada beberapa batasan pada manipulasi di atas. Jadi, paduan berilium apa pun harus disolder segera setelah pembersihan mekanisnya selesai.Dalam hal ini, pastikan untuk menggunakan solder perak, serta fluks. Adalah penting bahwa garam fluor tentu ada dalam fluks itu sendiri. Dalam beberapa tahun terakhir, yang disebut penyolderan vakum telah menyebar luas - dilakukan di bawah lapisan fluks yang tebal. Dengan demikian, kualitas unik produk terjamin.

Tetapi pengelasan busur listrik praktis tidak digunakan saat ini ketika bekerja dengan tembaga berilium, karena memiliki interval termal kristalisasi yang signifikan. Pengelasan jahitan, serta jenis spot dan roller di media inert telah dikuasai sepenuhnya. Perlu ditambahkan bahwa karakteristik mekanis spesifik dari material tidak memungkinkan pengelasan dilakukan segera setelah perlakuan panas terhadap perunggu - ini tentu harus diingat ketika mempertimbangkan teknologi pemrosesannya.

Perhatian khusus layak mendapatkan indikator seperti tingkat pendinginan. Indikator ini harus sangat tajam untuk mencegah dekomposisi komposisi padat lewat jenuh. Itulah sebabnya, ketika memilih media pengerasan kerja, pertama-tama perlu untuk melanjutkan dari indikator kecepatan kritis. Data ini mengkonfirmasi bahwa selama pengerasan perunggu, laju pendinginan maksimum harus dalam kisaran 500-250 derajat.

Proses lambat dalam interval ini memerlukan pelepasan pengeras lebih awal dan menyebabkan penurunan kemampuan pengerasan lebih lanjut. Tingkat pendinginan kritis, yang memungkinkan untuk mencapai kombinasi optimal karakteristik fisik dan teknis, sesuai dengan 30-60 g/dtk untuk tembaga dengan penambahan berilium. Untuk mencapai nilai yang diinginkan, paduan biasanya didinginkan dalam air.Untuk mengurangi parameter kecepatan kritis, sejumlah kecil kobalt biasanya dimasukkan ke dalam paduan. Penambahan minimal logam semacam itu menyebabkan peningkatan stabilitas larutan superdingin. Pengotor magnesium juga dapat mempengaruhi daya tahan perunggu.

Secara visual, perunggu berilium terlihat seperti paduan berwarna, yang bersama-sama digunakan dalam pembuatan elemen pegas, kawat, batang dan beberapa elemen lain yang memerlukan retensi konfigurasi. Dengan deformasi yang sering dan kelebihan beban yang konstan, kawat seperti itu memiliki konduktivitas listrik yang meningkat, digunakan dalam kontak frekuensi rendah untuk pembuatan konektor listrik.

Tembaga berilium yang kokoh, non-magnetik, dan tidak memicu telah menemukan aplikasi luas dalam pembuatan tang, pahat pisau, palu dan kunci pas. paduan optimal untuk menangani beberapa bahan peledak, misalnya, di elevator biji-bijian, rig minyak atau di tambang batu bara.

Penggunaan umum dari paduan untuk peralatan kriogenikdigunakan pada suhu terendah. Misalnya, lemari es. Relevansi penggunaan tembaga-berilium di area ini dijelaskan oleh kekuatannya dan peningkatan konduktivitas termal dalam kisaran suhu ini.

Gunakan komposisi untuk produksi senjata api. Meskipun aplikasi semacam itu sangat tidak biasa, karena peluru baja lebih murah dan pada saat yang sama mereka memiliki karakteristik yang sangat mirip.Kawat yang terbuat dari tembaga-berilium diproduksi dalam beberapa bentuk sekaligus. Itu bisa keriting atau datar, bulat atau persegi; berbagai lapisan lurus dijual, serta gulungan atau gelendong.

Informasi menarik tentang berilium disajikan dalam video berikut.