Perlakuan panas dari Beryllium Copper C17200

Perlakuan panas paduan Cu-Be terutama larutan padat pengerasan dan penuaan. Tidak seperti paduan tembaga lainnya yang kekuatannya hanya diperoleh dengan pemesinan dingin, tembaga berilium tempa diperoleh dengan pemesinan dingin dan proses pengerasan penuaan panas hingga 1250-1500 Mpa. Pengerasan penuaan sering disebut sebagai pengerasan presipitasi atau perlakuan panas. Kemampuan paduan tembaga berilium untuk menerima perlakuan panas ini lebih unggul dari paduan lainnya dalam hal sifat pembentukan dan mekanik. Sebagai contoh, bentuk kompleks dapat dicapai pada tingkat kekuatan dan kekerasan tertinggi dari paduan tembaga-dasar lainnya, yaitu, dalam keadaan pengguliran dan proses penuaan selanjutnya dari material. Teks berikut ini menjelaskan secara rinci proses pengerasan penuaan Cu-Be berkekuatan tinggi paduan C17200, serta perlakuan panas khusus untuk penempaan dan pengecoran paduan, peralatan perlakuan panas yang direkomendasikan, oksidasi permukaan dan metode anil solusi umum.

Selama pengerasan penuaan, partikel-partikel kaya berilium mikroskopis terbentuk dalam matriks logam, suatu reaksi yang dikendalikan difusi yang kekuatannya bervariasi dengan waktu dan suhu penuaan. Waktu dan suhu standar yang disarankan memungkinkan bagian-bagian mencapai kekuatan puncaknya dalam dua hingga tiga jam tanpa mengurangi kekuatan karena paparan suhu yang berkepanjangan. Misalnya, kurva respons paduan C17200 pada gambar menunjukkan bagaimana suhu rendah, suhu standar, dan suhu penuaan tinggi mempengaruhi kinerja puncak paduan dan waktu yang dibutuhkan untuk mencapai kekuatan puncak.

Seperti dapat dilihat dari gambar, pada suhu rendah 550 ° F (290 ° C), kekuatan C17200 meningkat perlahan dan tidak memuncak sampai sekitar 30 jam kemudian. Pada suhu standar 600 ° F (315 ° C) selama 3 jam, kekuatan C17200 sedikit berubah. Pada 700 ° F (370 ° C), intensitas memuncak dalam 30 menit dan turun hampir seketika. Singkatnya, dengan meningkatnya suhu penuaan, baik waktu yang dibutuhkan untuk mencapai intensitas puncak dan intensitas maksimum yang tersedia berkurang.

C17200 Berilium Tembaga dapat berusia dengan kekuatan yang berbeda. Puncak penuaan mengacu pada penuaan dengan intensitas maksimum. Paduan yang belum mencapai usia kekuatan maksimumnya tidak mengalami penuaan, dan paduan yang telah melebihi kekuatan maksimumnya akan mengalami penuaan yang berlebihan. Cu-Berilium yang kurang menua meningkatkan ketangguhan, perpanjangan seragam, dan kekuatan kelelahan, sementara penuaan berlebih meningkatkan konduktivitas, konduktivitas termal, dan stabilitas dimensi. Tembaga berilium tidak menua pada suhu kamar meskipun disimpan untuk waktu yang lama.

Deviasi waktu pengerasan yang diizinkan tergantung pada suhu tungku dan persyaratan kinerja akhir. Untuk mencapai usia optimal pada suhu standar, waktu tungku umumnya dikontrol dalam waktu ± 30 menit. Namun, untuk penuaan suhu tinggi, diperlukan waktu yang lebih tepat untuk menghindari rata-rata. Misalnya, waktu penuaan C17200 pada 700 ° F (370 ° C) harus dikontrol dalam ± 3 menit untuk mempertahankan kinerja puncak. Demikian pula, karena peningkatan tajam dari kurva respons penuaan pada tahap awal, penuaan yang tidak memadai juga membutuhkan kontrol yang ketat terhadap variabel proses. Dalam siklus pengerasan penuaan standar, laju pemanasan dan pendinginan tidak penting. Namun, untuk memastikan bagian tidak mulai menua sebelum mencapai suhu, termokopel dapat ditempatkan untuk menentukan kapan suhu yang diinginkan telah tercapai.

 

Peralatan Pengerasan Aging

Tungku udara resirkulasi. Suhu tungku udara resirkulasi dikendalikan pada ± 15 ° F (± 10 ° C). Disarankan untuk pengerasan standar penuaan bagian tembaga-berilium. Tungku-tungku ini dirancang untuk mengakomodasi volume besar dan kecil dari bagian-bagian dan ideal untuk bagian-bagian drum pada pembawa penuaan. Namun, karena kualitas termal murni, perlu untuk menghindari penuaan tidak cukup atau terlalu pendek siklus penuaan bagian-bagian massa.

Chain Aging Furnace. Tungku penua baja untai dengan atmosfer pelindung sebagai media pemanas sangat cocok untuk memproses kumparan tembaga berilium dalam jumlah besar, biasanya dalam tungku panjang, sehingga bahan tersebut dapat diperluas atau dilengkungkan. Hal ini memungkinkan kontrol waktu dan suhu yang lebih baik, menghindari keseragaman parsial dan kemampuan untuk mengontrol periode khusus yang tidak mencukupi atau suhu tinggi / penuaan waktu singkat dan pengerasan selektif.

Pemandian Garam. Kami juga merekomendasikan penggunaan rendaman garam untuk mengeraskan paduan tembaga berilium. Pemandian garam menyediakan pemanasan yang cepat dan merata dan direkomendasikan dalam kisaran pengerasan suhu apa pun, terutama untuk jangka pendek penuaan suhu tinggi.

Tungku Vakum. Penuaan vakum dari bagian tembaga-berilium dapat dilakukan dengan sukses tetapi perawatan harus dilakukan. Karena pemanas tungku vakum hanya mengandalkan radiasi, sulit untuk memanaskan bagian dengan beban besar secara seragam. Bagian-bagian di luar beban terkena radiasi lebih langsung daripada bagian-bagian di dalam, sehingga gradien suhu setelah perlakuan panas akan mengubah kinerja. Untuk memastikan pemanasan yang seragam, beban harus dibatasi dan bagian-bagian harus diisolasi dari koil pemanas. Tungku vakum juga dapat digunakan untuk mengisi ulang gas inert seperti argon atau nitrogen. Demikian pula, kecuali tungku dilengkapi dengan kipas sirkulasi, bagian-bagian harus dilindungi.