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杂质元素对铍青铜性能的影响

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  铍青铜:铍青铜是一种含铍铜基合金(Be0.2~2.75%wt%),在所有的铍合金中是用途最广的一种,其用量在当今世界已超过铍消费总量的70%。

铍青铜是沉淀硬化型合金,固溶时效处理后具有很高强度、硬度、弹性极限和疲劳极限,弹性滞后小,并具有耐蚀(铍青铜合金在海水中耐蚀速度:

(1.1-1.4)×10-2mm/年。腐蚀深度:(10.9-13.8)×10-3mm/年。)腐蚀后,铍青铜合金强度、延伸率均无变化,故在海水中可保持40年以上,铍

铜合金是海底电缆中继器构造体不可替代的材料。在硫酸介质中:铍青铜在小于80%浓度的硫酸中(室温)年腐蚀深度为0.0012-0.1175mm,浓度大于

80%则腐蚀稍加快。


  杂质元素对铍青铜性能的影响


  (1)镁降低铍在固态铜中的溶解度,向含0.2%Be的铍青铜添加0.2%~05%Mg,在合金晶界上会出现低熔点共晶体Cu2Mg+Cu,其熔点约730℃,使材

料在热加工过程中易开裂。向QBe1.9和QBe2合金添加0.02%~0.15%Mg,不但能细化晶粒,而且会使γ2相质点既细小又均匀地分布,提高材料的力学性

能及其稳定性。少量镁对铍青铜的可焊性与抗蚀性无影响。


  (2)铁通常,铍青铜的含Fe量应小于0.4%。铁含量过多,不但会形成含铁的相,增加合金的组织不均匀,降低其抗蚀性,而且会减少Be在α固溶

体中的过饱和度,即降低合金的沉淀硬化效果;不过,铁能细化晶粒,而且固溶的Fe能延迟过饱和固熔体分解,显著抑制晶届反应。


  (3)锡少量锡能固溶于铍青铜的α固液体中,延迟过饱和固溶体分解,显著抑制晶界的不连续沉淀,防止过时效,故可用锡代替部分铍,例如1.3%

Be、0.25%Co、3%Sn、1%Zn的铜合金的力学性能与QBe2青铜的相当,且有很高的可切削性能。


  (4)锰可与铍形成溶于α固溶体中的化合物MnBe2,在共晶温度782℃时的最大溶解度7..3%,,而且会随着温度的下降而显著减小,因而合金有明

显沉淀硬化效果。Mn对含Be量高的铍青铜的力学性能没有显著影响,单对含Be量低的合金却有积极的作用。


  (5)银向含0.25%~0.5%Be、1.4%~1.7%Co的铍青铜加入0.9%~1.1%Ag,既能提高合金时效后的室温强度,又使合金保持有高的电导率((50%~55%)

。这种合金是制造焊接电机的良好材料。


  (6)硅当合金中同时含有Co与Si时,在达到一定的比例后可形成CoSi、Co2Si、Co3Si5已经CoSi2等化合物,提高合金的强度。硅含量足够大时,可

与Be形成又硬、又脆的共晶体,使材料的韧性大幅度下降。


  (7)铝少量(0.4%~0.8%)铝略使Cu-2%Be合金的力学性能上升。


  (8)磷促使Cu-Be合金晶粒在加热过程中长大,加速固溶体分解,生成分布于晶界的易熔物,降低合金的热硬性,提高其可切削加工性能。


  (9)砷向铍青铜添加0.1%~0.2%As促进其晶界反应和过时效软化过程,但若添加0.01%As,则其作用相反。


  (10)铅向铍青铜添加0.2%~0.3%Pb,通常可显著提高其可切削性能,如C17300合金。另外,含1.8%~2.0%Be、0.2%~0.25%Co、0.2%~0.3%Pb的铍

青铜是制造手表齿轮的良好材料。Pb加速铍青铜的晶界反应,促进软化。


更新日期:2018-04-06
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