Toplotna obdelava Berilijevega bakra C17200

Toplotna obdelava zlitine Cu-Be je v glavnem trdna raztopina, ki jo žari in utrjuje. Za razliko od drugih bakrovih zlitin, katerih trdnost dobimo le s hladno obdelavo, se kovani bakreni berilij pridobiva s postopki hladne obdelave in strjevanja vročega staranja do 1250-1500 Mpa. Kaljenje staranja se pogosto imenuje kaljenje s padavinami ali toplotna obdelava. Zmožnost bakrove zlitine berilija, da sprejme to toplotno obdelavo, je po oblikovanju in mehanskih lastnostih večja od drugih zlitin. Na primer, zapletene oblike je mogoče doseči pri najvišjih stopnjah trdnosti in trdote katere koli druge zlitine bakrove baze, to je v stanju valjanja in kasnejšega staranja materiala. Naslednje besedilo podrobno opisuje postopek utrjevanja staranja z visoko trdnostjo Cu-Be zlitina C17200, kot tudi specifična toplotna obdelava zlitin kovanja in litja, priporočena oprema za toplotno obdelavo, površinsko oksidacijo in splošne metode žarjenja raztopin.

Med utrjevanjem staranja se v kovinski matrici tvorijo mikroskopski delci, bogati z berilijem, difuzijsko nadzorovana reakcija, katere moč se spreminja s časom in temperaturo staranja. Priporočeni standardni čas in temperatura omogočata, da deli dosežejo svojo največjo trdnost v dveh do treh urah, ne da bi pri tem dolgotrajno izpostavljali temperaturo. Na primer, krivulja odziva zlitine C17200 na sliki prikazuje, kako nizka temperatura, standardna temperatura in visoka temperatura staranja vplivajo na največjo zmogljivost zlitine in čas, ki je potreben za dosego najvišje trdnosti.

Kot je razvidno iz slike, se pri nizkih temperaturah (550 ° C) 290 ° F moč C17200 počasi povečuje in doseže največ 30 ur kasneje. Pri standardni temperaturi 600 ° C (315 ° F) 3 ure se je moč C17200 malo spremenila. Pri 700 ° C intenzivnost doseže največ 370 minut in skoraj takoj pade. Skratka, ko se temperatura staranja zvišuje, se čas, potreben za dosego največje intenzivnosti, in največja razpoložljiva intenzivnost zmanjšata.

C17200 Bakren berilij lahko starajo z različnimi jakostmi. Vrh staranja se nanaša na staranje z največjo intenzivnostjo. Zlitine, ki se niso postarale do največje trdnosti, so brez ostanka, zlitine, ki so presegle največjo trdnost, pa so starejše. Premajhno staranje Cu-Berylliuma poveča žilavost, enakomerno raztezanje in utrujenost, medtem ko prekomerno staranje poveča prevodnost, toplotno prevodnost in dimenzijsko stabilnost. Bakrov berilij se ne stara pri sobni temperaturi, tudi če je dolgo shranjen.

Dovoljeno odstopanje časa utrjevanja staranja je odvisno od temperature peči in končnih zahtev glede zmogljivosti. Da bi dosegli optimalno starost pri običajni temperaturi, se čas peči običajno nadzira v območju ± 30 minut. Za staranje pri visoki temperaturi pa je potreben natančnejši čas, da se izognemo povprečju. Na primer, čas staranja C17200 pri 700 ° C (370 ° F) je treba nadzorovati v roku ± 3 minut, da se ohrani najvišja učinkovitost. Podobno zaradi močnega povečanja krivulje odzivanja na staranje na začetni stopnji tudi nezadostno staranje zahteva strog nadzor nad spremenljivkami procesa. V standardnem ciklu utrjevanja staranja ogrevanje in hlajenje nista pomembni. Za zagotovitev, da se deli ne začnejo starati, preden dosežejo temperaturo, je mogoče postaviti termoelemente, ki določijo, kdaj je dosežena želena temperatura.

 

Oprema za utrjevanje staranja

Recirkulacijska zračna peč. Temperatura recirkulirane zračne peči se nadzoruje pri ± 15 ° F (± 10 ° C). Priporočljivo je za standardno utrjevanje bakreno-berilijskih delov. Te peči so zasnovane tako, da sprejmejo velike in majhne količine delov in so idealne za vtiskovanje delov bobna na nosilec staranja. Zaradi čiste toplotne kakovosti pa se je treba izogibati nezadostnemu staranju ali prekratkemu staranju masnih delov.

Peč za staranje verige. Jeklena peč za staranje z zaščitno atmosfero kot ogrevalnim medijem je primerna za obdelavo velikih količin bakrene tuljave iz berilija, običajno v dolgi peči, tako da se material lahko razširi ali zviša. To omogoča boljši nadzor časa in temperature, izogibanje delni enakomernosti in zmožnost nadzora posebnih obdobij nezadostnega ali visokega temperaturnega / kratkega staranja in selektivnega utrjevanja.

Slana kopel Priporočamo tudi uporabo solnih kopeli za starostno strjevanje bakrovih zlitin berilija. Slane kopeli omogočajo hitro in enakomerno segrevanje in jih priporočamo pri katerem koli temperaturnem utrjevanju, zlasti za kratka obdobja staranja pri visoki temperaturi.

Vakuumska peč. Vakuumsko staranje delov bakra-berilija je mogoče uspešno opraviti, vendar je treba biti previden. Ker segrevanje vakuumske peči zanaša le na sevanje, je težko segrevati dele z velikimi obremenitvami. Deli zunaj bremena so izpostavljeni neposrednejšemu sevanju kot deli znotraj, zato bo temperaturni gradient po toplotni obdelavi spremenil delovanje. Da bi zagotovili enakomerno ogrevanje, je treba obremenitev omejiti in dele je treba izolirati od ogrevalne tuljave. Vakuumske peči se lahko uporabljajo tudi za ponovno polnjenje inertnih plinov, kot sta argon ali dušik. Podobno, razen če je peč opremljena z recirkulacijskim ventilatorjem, morajo biti deli zaščiteni.