Большая Советская Энциклопедия (цитаты)

Бериллиевые сплавы

Бериллиевые сплавы (далее Б) сплавы на основе бериллия (). Промышленное применение Б началось в 50-х гг. 20 в. Получение изделий из путем пластической деформации затруднено, т.к.  обладает низкой пластичностью (вследствие гексагональной структуры и наличия примесей). При пластической деформации скольжение происходит в первую очередь в зернах, благоприятно ориентированных к прилагаемому напряжению. Неблагоприятная ориентация соседних зерен вызывает на их стыке возникновение значительных напряжений, которые приводят к зарождению трещин. Эти недостатки в структуре (малое количество плоскостей и направлений скольжения) устраняются в некоторых Б, которые образуются введением т. н. пластичной матрицы (одного из металлов , , , , и др.). Матрица обволакивает зерна и способствует релаксации напряжений на границах неориентированных зерен и развитию пластической деформации. При малом содержании в пластичной матрицы деформируется в основном , а матрица является релаксатором напряжений. При значительном содержании пластичной матрицы (например, сплавы с ) пластическая деформация осуществляется в основном за счет пластичного металла. Б с повышенным содержанием пластичной матрицы легко деформируются (прокатываются, вытягиваются, куются), но обладают меньшей прочностью по сравнению с Б, имеющими пониженное содержание пластичной матрицы, и с .

  Б системы -, содержащие 1,9-3,7% , обладают повышенной пластичностью; содержащие 20-40% - повышенным сопротивлением ударным нагрузкам. Добавки к 2,7-2,9% существенно улучшают его механические свойства в выдавленном и прокатанном состоянии при комнатной температуре. При использовании в качестве пластичной матрицы и в количестве 3% в процессе получения заготовок наблюдается образование хрупких бериллидов (например, 2 и 521). Добавление к сплавам - 0,25% Р, замедляющего диффузию и , предотвращает образование бериллида и повышает пластичность. Промышленными являются сплавы системы -, содержащие от 24 до 43% , называемые "локэллой" и разработанные в США фирмой "Локхид"(табл. 1).

Табл. 1. - Свойства сплавов системы - в прессованном состоянии<

Содержание (%)

Предел текучести при растяжении (Мн/м2)

Предел прочности при растяжении (Мн/м2)

Модуль упругости (Гн/м2)

Относительное удлинение (%)

24

495

600

255

3,0

31

540

570

234

2,0

33

520

560

234

4,0

36

520

525

220

1,0

43

430

475

220

1,0


Сплавы системы - обладают рядом достоинств: они легче и сплавов, по сравнению с более пластичны, менее чувствительны к поверхностным дефектам, не требуют травления после обработки резанием. Большой диапазон значений модуля упругости, прочности и пластичности, достигаемый в этих сплавах, значительно расширяет сферу их применения.

  Стремление получить Б с большей прочностью по сравнению с (и Б с пластичной матрицей) привело к созданию сплавов, упрочненных дисперсной фазой. Упрочнителями являются интерметаллические соединения, карбиды, нитриды, окислы. Механические свойства (главным образом прочностные) этих Б повышаются введением тонкодисперсной упрочняющей фазы. Наличие дисперсной фазы приводит к возникновению напряжений в бериллиевой матрице (в случае выделения из твердого раствора) или препятствует распространению скольжения (в случае образования интерметаллических соединений). Оба процесса повышают прочностные характеристики. Степень упрочнения зависит от количества и типа упрочняющей фазы, от ее связи с матрицей, от размера ее частиц и расстояния между ними. Промышленный , содержащий значительное количество окиси бериллия, является, по существу, дисперсионно-упрочненным сплавом. Разработаны Б, упрочнителем в которых служат бериллиды. Лучшими прочностными свойствами обладают сплавы систем - и -Со; сплавы - и - менее прочны, но более пластичны. При 400°С предел прочности сплава с 5% Со равен 430 Мн/м2, а с 3% - 410 Мн/м2. Данные по длительной прочности сплава с 1% приведены в табл. 2.

Табл. 2. - Длительная прочность сплавов с 1% в горячепрессованном состоянии

Температура испытания (°С)

Длительная прочность (Мн/м2)

10 ч

100 ч

1000 ч

540

82

69

0,6

650

62

52

0,4

730

41

30

0,2

815

24

18

0,1

900

9

7

0,05


Повышение прочностных свойств Б, упрочненных дисперсной фазой, сопровождается уменьшением пластичности, что значительно усложняет технологию изготовления изделии. Изделия и полуфабрикаты из Б изготовляют в основном методами порошковой металлургии, реже литьем. Высокопрочные дисперсионно-упрочненные Б получают обработкой горячепрессованных заготовок давлением в стальных оболочках при температурах 1010-1175°С. Изделия из Б: прутки, трубы, конусы, листы, профили и др. Важным достижением в области создания материалов на бериллиевой основе, способных работать длительное время при 1100-1550°С и короткое время при 1700°С, является разработка интерметаллических соединений с другими металлами. Основное направление в применении Б - конструкционные материалы для летательных аппаратов.

 

  Лит.: Дарвин Дж., Баддери Дж., Бериллий, пер. с англ., М., 1962; Бериллий, под ред. Д. Уайтаи Д. Берка, пер. с англ., М., 1960; Conference internationale sur la metallurgiedu Beryllium, Grenoble, 17-20 mai 1965, ., 1966; The metallurgy of Beryllium. Proceedings of an International Conference organized by the Institute of Metals, London, 16-18 October, 1961, L., (1963) (Monograph and Report Series, № 28); Тугоплавкие металлические материалы для космической техники, пер. с англ., М., 1966.

В. Ф. Гогуля.


Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска


Новости 29.03.2024 08:28:50