Слиток металла БрБ2: состав, свойства и применение
Слиток металла БрБ2 представляет собой заготовку из бериллиевой бронзы, легированной никелем. Основное назначение слитков БрБ2 последующая деформационная обработка (прокатка, волочение, ковка) для получения листов, лент, прутков и проволоки. Химический состав регламентируется ГОСТ 18175-78: содержание бериллия составляет от 1,8 до 2,1 %, никеля от 0,2 до 0,5 %. Остальное медь.
Ключевая особенность сплава БрБ2 способность к дисперсионному твердению. После закалки слиток имеет относительно невысокую твёрдость (порядка 100120 HB), что позволяет проводить холодную деформацию. Последующее старение при температуре от 300 до 350 C в течение 23 часов повышает твёрдость до 350400 HB и предел прочности до 11001300 МПа. Такой прирост механических характеристик достигается за счёт выделения метастабильных фаз ' и ''.
Технические параметры слитков БрБ2
| Параметр | Значение | Единица измерения | Примечание | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля Be | от 1,8 до 2,1 | % | Основной легирующий элемент | ГОСТ 25086 |
| Массовая доля Ni | от 0,2 до 0,5 | % | Повышает коррозионную стойкость | ГОСТ 25086 |
| Предел прочности (после старения) | от 1100 до 1300 | МПа | При 0,2 950 МПа | ГОСТ 1497 |
| Твёрдость (после старения) | от 350 до 400 | HB | По Бринеллю | ГОСТ 9012 |
| Электропроводность | от 18 до 25 | % IACS | После термообработки | ГОСТ 7229 |
Особенности структуры и обработки
Слиток металла БрБ2 поставляется в литом состоянии с крупнозернистой дендритной структурой. Для устранения ликвации и получения однородного твёрдого раствора требуется гомогенизирующий отжиг при температуре от 750 до 800 C. После гомогенизации слиток подвергают горячей прокатке при температуре от 700 до 750 C, что позволяет разрушить дендритную структуру и получить заготовку с равноосными зёрнами.
При холодной деформации (обжатие от 30 до 60 %) в слитке БрБ2 формируется текстура прокатки, которая обеспечивает анизотропию механических свойств. Для снятия наклёпа перед окончательным старением проводят рекристаллизационный отжиг при температуре от 600 до 650 C. Оптимальный режим старения выдержка при 320 C в течение 2,5 часов даёт максимальное упрочнение без перестаривания.
Применение в промышленности
Изделия из слитков БрБ2 востребованы в отраслях, где требуется сочетание высокой прочности, упругости и коррозионной стойкости:
- Производство пружин и упругих элементов для авиационных приборов и систем управления.
- Изготовление токопроводящих пружинных контактов в электротехнических разъёмах и реле.
- Детали мембран и сильфонов для датчиков давления в нефтегазовом оборудовании.
- Инструмент для взрывобезопасных работ (искробезопасные ключи, молотки) на химических производствах.
- Втулки и подшипники скольжения, работающие в агрессивных средах при температурах от 50 до +150 C.
Вопросы и ответы
Чем слиток БрБ2 отличается от слитка БрБНТ1,9?
В БрБНТ1,9 дополнительно вводят титан (от 0,1 до 0,3 %) для измельчения зерна и повышения жаропрочности. Слиток БрБ2 не содержит титана, но имеет более высокое содержание бериллия, что даёт большую твёрдость после старения.
Какие дефекты возможны в слитках БрБ2?
Наиболее частые дефекты газовая пористость (из-за растворённого водорода) и ликвация бериллия по границам дендритов. Для их устранения применяют вакуумную плавку и гомогенизирующий отжиг.
Можно ли сваривать слитки БрБ2?
Сварка слитков БрБ2 затруднена из-за склонности к горячим трещинам. Рекомендуется аргонодуговая сварка с присадочной проволокой из бериллиевой бронзы и последующим старением сварного шва.
Какой режим старения оптимален для слитка БрБ2?
Оптимальный режим: нагрев до 320 C, выдержка от 2 до 3 часов, охлаждение на воздухе. При более высокой температуре (свыше 350 C) начинается перестаривание с падением твёрдости.