Beryllium-kopparlegeringar är kända för sin unika kombination av styrka, hårdhet och korrosion motstånd. En viktig egenskap hos denna legering är att beryllium-koppar kan mjukas eller härdas efter behov genom två enkla värmebehandlingsprocesser. I en helt värmebehandlad beredning är beryllium-kopparlegeringar den hårdaste och starkaste av alla kopparrika legeringar (till 1400MPa), i den utsträckning att den liknar många högkvalitativa legeringar stål.
Fördelen över stål
Naturligtvis är dess fördel gentemot stål ett högre motstånd mot korrosion, högre termisk och elektrisk konduktivitet och dess icke-gnistrande egenskaper. Det är också icke-magnetisk och kan formas av remsor eller trådar i mjukt skick och härdas senare genom värmebehandling.
Generellt är legeringar som innehåller från 1,7 till 1,9 procent beryllium och nederbörd härdade under två timmar inom ett temperaturintervall av 315°C till 350°C kommer att tillhandahålla egenskaper som är idealiska för de flesta kommersiella ändamål. För mjukare kvaliteter kan högre temperaturer användas.
En hög elastisk gräns, tillsammans med en låg elasticitetsmodul och utmattningsbeständighet värderas i specifika tekniska tillämpningar. Legeringen är också mjuk, svetsbar och bearbetbar. Berylliumkoppar används oftast för att producera små fjädrar, tryckmottagande membran, flexibla bälg, Bourdon-rör och komponenter i mätinstrument för elektriska och barometriska applikationer.
Gjutgods och kledningar
Gjutgods och smycken av legeringen används i områden som kräver hög hållfasthet i kombination med god elektrisk och termisk konduktivitet. Exempel inkluderar elektroder för motståndssvetsapparater och matriser för gjutning av plast. Ansökningar om beryllium-koppar kan klassificeras i fyra grupper baserat på de unika egenskaperna som var och en kräver:
- Fjäder, membran och tryckkänsliga instrument (elasticitet och styrka)
- Dies för djupdragning och smide av metall och gjutplast (hög hållfasthet och hårdhet)
- Motståndssvetselektroder (styrka, motstånd mot korrosion och konduktivitet)
- Icke-gnistverktyg (icke-gnista, styrka och hårdhet)
Medan de flesta legeringar innehåller cirka 2 procent beryllium, kan detta variera från 1,5 till så högt som 3,0 procent beroende på applikation. Tryckkänsliga användningar, inklusive fjädrar, använder i allmänhet en lägre mängd beryllium, som i sig är sprött. Medan matriser, som kräver större hårdhet, innehåller en mängd beryllium i den högre änden av detta spektrum.
Kobolt och nickel är också regelbundet inkluderade i sådana legeringar, i mycket låga mängder, för att förbättra responsen på värmebehandling. Låga berylliumlegeringar innehåller mycket mindre beryllium (mindre än 1 procent) och en större mängd kobolt (2 till 3 procent). Medan dessa legeringar har lägre styrka och hårdhet, har de en mycket högre konduktivitet. Nyare, egenutvecklade legeringar har också utvecklats med kompositioner som faller mellan vanliga och låga berylliumkopparlegeringar.
Kommersiella betyg av Beryllium Copper
Alla kommersiella kvaliteter av berylliumkoppar är nederbörd härdningslegeringar. Det vill säga de kan mjukas upp genom att släckas och härdas genom uppvärmning till en måttlig temperatur. I både normala miljöer och saltvattenmiljöer är motståndet mot korrosion mot berylliumkappar mycket lik den för ren koppar. Medan applikationer för metallen (t.ex. i fjädrar och tryckkänsliga applikationer) oftast konkurrerar med stål, ger detta en betydande jämförande fördel.
Medan beryllium-koppar attackeras av svavel och föreningar i elementet, kan den på ett säkert sätt utsättas för de flesta organiska vätskor, inklusive petroleumprodukter, raffinerade oljor och industriella lösningsmedel. Liksom koppar bildar beryllium-kopparlegeringar ett skyddande oxidskikt på deras yta som motstår oxidation och försämring.
källor
Beryllium koppar. Kopparutvecklingsföreningen. CDA-publikation nr 54, 1962
URL: www.copperinfo.co.uk
Bauccio, Michael (red.). ASM Metals Reference Book, tredje upplagan. Materials Park, Ohio: ASM International. s. 445.