Tepelné zpracování mědi berylia C17200

Tepelné zpracování slitiny Cu-Be je především žíhání tuhého roztoku a vytvrzování stárnutím. Na rozdíl od jiných slitin mědi, jejichž pevnost je získána pouze obráběním za studena, se tvářené měděné berylium získává zpracováním za studena a kalením za horka až do 1250 - 1500 MPa. Stárnutí kalení je často označováno jako kalení kalením nebo tepelné zpracování. Schopnost slitiny mědi berylia přijmout toto tepelné zpracování je lepší než ostatní slitiny, pokud jde o tváření a mechanické vlastnosti. Například složitých tvarů lze dosáhnout při nejvyšší úrovni pevnosti a tvrdosti jakékoli jiné slitiny na bázi mědi, to znamená ve stavu válcování a následném stárnutí materiálu. Následující text podrobně popisuje proces stárnutí kalení u vysoce pevné Cu-Be slitina C17200, jakož i specifické tepelné zpracování kovaných a litých slitin, doporučené zařízení pro tepelné zpracování, oxidace povrchu a obecné metody žíhání roztoku.

Během vytvrzování se v kovové matrici vytvářejí mikroskopické částice bohaté na berylium, což je reakce řízená difúzí, jejíž síla se mění s časem a teplotou stárnutí. Doporučený standardní čas a teplota umožňují dílům dosáhnout maximální pevnosti během dvou až tří hodin, aniž by došlo ke snížení pevnosti v důsledku dlouhodobého vystavení teplotě. Například křivka odezvy slitiny C17200 na obrázku ukazuje, jak nízká teplota, standardní teplota a vysoká teplota stárnutí ovlivňují špičkový výkon slitiny a čas potřebný k dosažení maximální pevnosti.

Jak je vidět na obrázku, při nízkých teplotách 550 ° C se pevnost C290 pomalu zvyšuje a vrchol nedosahuje až o 17200 hodin později. Při standardní teplotě 30 ° C po dobu 600 hodin se pevnost C315 nezměnila. Při 3 ° C (17200 ° F) intenzita dosáhne vrcholu během 700 minut a téměř okamžitě klesne. Stručně řečeno, jak se teplota stárnutí zvyšuje, snižuje se jak doba potřebná k dosažení maximální intenzity, tak maximální dostupná intenzita.

C17200 Měděné berylium mohou stárnout při různých silách. Vrchol stárnutí označuje stárnutí na maximální intenzitu. Slitiny, které nezestárly na svou maximální pevnost, jsou nestárlé a slitiny, které překročily svou maximální pevnost, jsou starší. Nedostárlé Cu-berylium zvyšuje houževnatost, rovnoměrné prodloužení a únavovou pevnost, zatímco nadměrné stárnutí zvyšuje vodivost, tepelnou vodivost a rozměrovou stabilitu. Měď berylium nestárne při pokojové teplotě, i když je skladováno po dlouhou dobu.

Přípustná odchylka doby vytvrzování závisí na teplotě pece a požadavcích na konečný výkon. Aby se dosáhlo optimálního stáří při standardní teplotě, doba pece je obecně řízena do ± 30 minut. Pro vysokoteplotní stárnutí je však zapotřebí přesnější načasování, aby se zabránilo průměrování. Například doba stárnutí C17200 při 700 ° C musí být udržována během ± 370 minut, aby se zachoval špičkový výkon. Podobně v důsledku prudkého zvýšení křivky reakce na stárnutí v počáteční fázi vyžaduje nedostatečné stárnutí také přísnou kontrolu procesních proměnných. Ve standardním cyklu stárnutí kalení nejsou rychlosti ohřevu a chlazení důležité. Aby se však zajistilo, že součásti nezačnou stárnout dříve, než dosáhnou teploty, lze umístit termočlánky, aby se určilo, kdy bylo dosaženo požadované teploty.

 

Zařízení pro stárnutí kalení

Recirkulační vzduchová pec. Teplota recirkulované vzduchové pece se reguluje na ± 15 ° F (± 10 ° C). Doporučuje se pro standardní vytvrzení stárnutí měděných berylií. Tyto pece jsou navrženy tak, aby pojaly velké a malé objemy dílů a jsou ideální pro bubnové lisování dílů na nosiči stárnutí. Vzhledem ke své čisté tepelné kvalitě je však nutné se vyvarovat nedostatečného stárnutí nebo příliš krátkého cyklu stárnutí hmotných dílů.

Řetězová stárnoucí pec. Pec na stárnutí oceli s ochrannou atmosférou jako topným médiem je vhodná pro zpracování velkého množství měděné cívky berylia, obvykle v dlouhé peci, takže materiál může být expandován nebo stočen. To umožňuje lepší regulaci času a teploty, vyhnutí se částečné uniformitě a schopnosti řídit zvláštní periody nedostatečné nebo vysoké teploty / krátkého stárnutí a selektivního kalení.

Solná koupel. Doporučujeme také použití solných lázní ke ztvrdnutí slitin mědi berylia. Solné lázně poskytují rychlé a rovnoměrné zahřívání a jsou doporučovány v jakémkoli rozsahu teplotního kalení, zejména pro krátkodobé stárnutí při vysokých teplotách.

Vakuová pec. Vakuové stárnutí měděných částí berylia může být úspěšně provedeno, ale musí být věnována pozornost. Protože ohřev vakuové pece spoléhá pouze na záření, je obtížné rovnoměrně ohřívat části s velkým zatížením. Díly mimo zátěž jsou vystaveny přímějšímu záření než části uvnitř, takže teplotní gradient po tepelném zpracování změní výkon. Pro zajištění rovnoměrného zahřívání by mělo být zatížení omezeno a součásti musí být izolovány od topné spirály. Vakuové pece mohou být také použity pro doplňování inertních plynů, jako je argon nebo dusík. Podobně, pokud není pec vybavena recirkulačním ventilátorem, musí být součásti chráněny.