Berilyum Bakır C17200 ısıl işlem

Cu-Be alaşımının ısıl işlemi esas olarak katı çözelti tavlama ve yaşlanma sertleşmesidir. Mukavemeti sadece soğuk işleme ile elde edilen diğer bakır alaşımlarının aksine, işlenmiş bakır berilyum soğuk işleme ve 1250-1500 Mpa'ya kadar sıcak yaşlandırma sertleştirme işlemleri ile elde edilir. Yaşlanma sertleşmesine genellikle çökelme sertleşmesi veya ısıl işlem denir. Berilyum bakır alaşımının bu ısıl işlemi kabul etme kabiliyeti, şekillendirme ve mekanik özellikler açısından diğer alaşımlardan daha üstündür. Örneğin, karmaşık şekiller, diğer herhangi bir bakır bazlı alaşımın en yüksek mukavemet ve sertlik seviyelerinde, yani malzemenin haddeleme ve müteakip yaşlanma durumunda elde edilebilir. Aşağıdaki metin, yüksek mukavemetli Cu-Be'nin yaşlanma sertleştirme işlemini ayrıntılı olarak açıklamaktadır. alaşım C17200dövme ve döküm alaşımlarının spesifik ısıl işleminin yanı sıra önerilen ısıl işlem ekipmanları, yüzey oksidasyonu ve genel çözelti tavlama yöntemleri.

Yaşlanma sertleşmesi sırasında, mukavemet yaşlanma süresine ve sıcaklığa göre değişen difüzyon kontrollü bir reaksiyon olan metal matrikste mikroskopik berilyum açısından zengin parçacıklar oluşur. Önerilen standart zaman ve sıcaklık, parçaların uzun süre sıcaklığa maruz kalması nedeniyle mukavemetten ödün vermeden iki ila üç saat içinde pik mukavemetlerine ulaşmasını sağlar. Örneğin, şekildeki C17200 alaşım yanıt eğrisi, düşük sıcaklık, standart sıcaklık ve yüksek yaşlanma sıcaklığının alaşımın tepe performansını ve tepe gücüne ulaşmak için gereken süreyi nasıl etkilediğini gösterir.

Şekilde görülebileceği gibi, 550 ° C (290 ° F) düşük sıcaklıklarda, C17200'ün gücü yavaşça artar ve yaklaşık 30 saat sonrasına kadar zirve yapmaz. 600 saat boyunca 315 ° C'lik standart bir sıcaklıkta, C3'ün gücü çok az değişti. 17200 ° C'de 700 ° F'de yoğunluk 370 dakika içinde zirve yapar ve neredeyse anında düşer. Kısacası, yaşlanma sıcaklığı arttıkça, hem tepe yoğunluğuna ulaşmak için gereken süre hem de mevcut maksimum yoğunluk azalır.

C17200 Bakır Berilyum farklı güçlerde yaşlandırılabilir. Yaşlanma zirvesi, maksimum yoğunluğa yaşlanmayı ifade eder. Maksimum dayanımlarına kadar yaşlandırılmamış alaşımlar aşınmıştır ve maksimum mukavemetlerini aşan alaşımlar aşırı yaşlandırılmıştır. Düşük yaşlanma Cu-Berilyum, dayanıklılığı, tekdüze uzamayı ve yorgunluk mukavemetini artırırken, aşırı yaşlanma iletkenliği, termal iletkenliği ve boyutsal kararlılığı artırır. Bakır berilyum, uzun süre saklansa bile oda sıcaklığında yaşlanmaz.

Yaşlanan sertleşme süresinin izin verilen sapması, fırın sıcaklığına ve nihai performans gereksinimlerine bağlıdır. Standart sıcaklıkta optimum yaşlara ulaşmak için fırın süresi genellikle ± 30 dakika içinde kontrol edilir. Bununla birlikte, yüksek sıcaklıkta yaşlanma için, ortalamayı önlemek için daha hassas zamanlama gerekir. Örneğin, C17200'ün 700 ° C'deki 370 ° F'deki yaşlanma süresi, tepe performansını korumak için ± 3 dakika içinde kontrol edilmelidir. Benzer şekilde, başlangıç ​​aşamasında yaşlanma tepki eğrisinin keskin bir şekilde artması nedeniyle, yetersiz yaşlanma da süreç değişkenlerinin sıkı kontrolünü gerektirir. Standart bir yaşlanma sertleştirme çevriminde, ısıtma ve soğutma oranları önemli değildir. Bununla birlikte, parçaların sıcaklığa ulaşmadan yaşlanmaya başlamamasını sağlamak için, istenen sıcaklığa ne zaman ulaşıldığını belirlemek için termokupllar yerleştirilebilir.

 

Yaşlanma Sertleştirme Ekipmanları

Devridaim havası fırını. Devridaim havası fırının sıcaklığı ± 15 ° C (± 10 ° F) sıcaklıkta kontrol edilir. Bakır-berilyum parçalarının standart yaşlandırma sertleştirmesi için tavsiye edilir. Bu fırınlar, büyük ve küçük hacimli parçaları barındıracak şekilde tasarlanmıştır ve yaşlanmanın taşıyıcısı üzerine tambur damgalama parçaları için idealdir. Bununla birlikte, saf termal kalitesi nedeniyle, kütle parçalarının yetersiz yaşlanmasından veya yaşlanma döngüsünün çok kısa olmasını önlemek gerekir.

Zincir Yaşlanma Fırını. Isıtma ortamı olarak koruyucu bir atmosfere sahip çelik telli yaşlanma fırını, genellikle uzun bir fırında büyük miktarlarda berilyum bakır bobinin işlenmesi için uygundur, böylece malzeme genişletilebilir veya kıvrılabilir. Bu, kısmi homojenlikten kaçınarak zamanın ve sıcaklığın daha iyi kontrol edilmesine ve yetersiz veya yüksek sıcaklık / kısa süreli yaşlanma ve seçici sertleşmenin özel periyotlarını kontrol etme yeteneğine izin verir.

Tuz Banyosu. Berilyum bakır alaşımlarını yaşlandırmak için tuz banyolarının kullanılmasını da öneririz. Tuz banyoları hızlı ve eşit ısıtma sağlar ve özellikle kısa süreli yüksek sıcaklıkta yaşlanma için herhangi bir sıcaklık sertleştirme aralığında tavsiye edilir.

Vakum Fırını. Bakır-berilyum parçalarının vakumla eskimesi başarılı bir şekilde gerçekleştirilebilir, ancak dikkatli olunmalıdır. Vakumlu fırın ısıtması sadece radyasyona dayandığından, büyük yükleri olan parçaları eşit bir şekilde ısıtmak zordur. Yükün dışındaki parçalar, içindeki parçalardan daha fazla doğrudan radyasyona maruz kalır, bu nedenle ısıl işlemden sonra sıcaklık gradyanı performansı değiştirir. Eşit ısıtma sağlamak için, yük sınırlandırılmalı ve parçalar ısıtma bobininden izole edilmelidir. Vakum fırınları ayrıca argon veya azot gibi inert gazları doldurmak için de kullanılabilir. Benzer şekilde, fırın bir sirkülasyon fanı ile donatılmadıkça, parçalar korunmalıdır.