Ο χαλκός από βηρύλλιο, γνωστός και ως χαλκός βηρύλλιο, CuBe ή μπρούντζος βηρυλλίου, είναι ένα κράμα μετάλλου από χαλκό και 0,5 έως 3% βηρύλλιο, και μερικές φορές με άλλα στοιχεία κράματος, και έχει σημαντικές ιδιότητες επεξεργασίας μετάλλων και απόδοσης λειτουργίας.

Ιδιότητες

Ο χαλκός από βηρύλλιο είναι ένα όλκιμο, συγκολλήσιμο και κατεργάσιμο κράμα.Είναι ανθεκτικό σε μη οξειδωτικά οξέα (για παράδειγμα, υδροχλωρικό οξύ ή ανθρακικό οξύ), σε πλαστικά προϊόντα αποσύνθεσης, σε λειαντική φθορά και σε θρόμβωση.Επιπλέον, μπορεί να υποστεί θερμική επεξεργασία για τη βελτίωση της αντοχής, της αντοχής και της ηλεκτρικής αγωγιμότητάς του.

Καθώς το βηρύλλιο είναι τοξικό, υπάρχουν ορισμένες ανησυχίες για την ασφάλεια του χειρισμού των κραμάτων του.Σε στερεή μορφή και ως έτοιμα μέρη, ο χαλκός από βηρύλλιο δεν παρουσιάζει ιδιαίτερο κίνδυνο για την υγεία.Ωστόσο, η αναπνοή της σκόνης του, όπως σχηματίζεται κατά τη μηχανική κατεργασία ή τη συγκόλληση, μπορεί να προκαλέσει σοβαρή βλάβη στους πνεύμονες.[1]Οι ενώσεις του βηρυλλίου είναι γνωστές καρκινογόνες ουσίες για τον άνθρωπο όταν εισπνέονται.[2] Ως αποτέλεσμα, ο χαλκός από βηρύλλιο αντικαθίσταται μερικές φορές από ασφαλέστερα κράματα χαλκού, όπως ο χαλκός Cu-Ni-Sn.[3]

Χρήσεις

Ο χαλκός από βηρύλλιο χρησιμοποιείται σε ελατήρια και άλλα μέρη που πρέπει να διατηρήσουν το σχήμα τους κατά τις περιόδους κατά τις οποίες υποβάλλονται σε επαναλαμβανόμενες καταπονήσεις.Λόγω της ηλεκτρικής του αγωγιμότητας, χρησιμοποιείται σε επαφές χαμηλού ρεύματος για μπαταρίες και ηλεκτρικούς συνδετήρες.Και επειδή ο χαλκός από βηρύλλιο δεν σπινθηρίζει αλλά είναι φυσικά σκληρός και μη μαγνητικός, χρησιμοποιείται για την κατασκευή εργαλείων που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε εκρηκτικά περιβάλλοντα ή για σκοπούς EOD.Διατίθενται διάφοροι τύποι εργαλείων, π.χ. κατσαβίδια, πένσες, κλειδιά, κρύες σμίλες και σφυριά [4].Ένα άλλο μέταλλο που χρησιμοποιείται μερικές φορές για εργαλεία που δεν σπινθηρίζουν είναι ο μπρούτζος αλουμινίου.Σε σύγκριση με τα εργαλεία από χάλυβα, τα χάλκινα εργαλεία από Βηρύλλιο είναι πιο ακριβά, όχι τόσο δυνατά και φθείρονται πιο γρήγορα.Ωστόσο, τα πλεονεκτήματα της χρήσης χαλκού βηρυλλίου σε επικίνδυνα περιβάλλοντα υπερτερούν αυτών των μειονεκτημάτων.

Ο χαλκός από βηρύλλιο χρησιμοποιείται επίσης συχνά για την κατασκευή οργάνων κρουστών επαγγελματικής ποιότητας, ιδιαίτερα του ντέφι και του τριγώνου, όπου είναι βραβευμένο για τον καθαρό τόνο και τον δυνατό του συντονισμό.Σε αντίθεση με τα περισσότερα άλλα υλικά, ένα όργανο που αποτελείται από χαλκό βηρυλλίου θα διατηρήσει έναν σταθερό τόνο και χροιά για όσο διάστημα το υλικό αντηχεί.Η «αίσθηση» τέτοιων οργάνων είναι πλούσια και μελωδική σε σημείο που φαίνονται παράταιρα όταν χρησιμοποιούνται σε πιο σκοτεινά, πιο ρυθμικά κομμάτια κλασικής μουσικής.

Ο χαλκός από βηρύλλιο έχει βρει επίσης χρήση σε κρυογονικό εξοπλισμό εξαιρετικά χαμηλής θερμοκρασίας, όπως ψυγεία αραίωσης, λόγω του συνδυασμού μηχανικής αντοχής και σχετικά υψηλής θερμικής αγωγιμότητας σε αυτό το εύρος θερμοκρασίας.

Ο χαλκός από βηρύλλιο έχει χρησιμοποιηθεί επίσης για σφαίρες διάτρησης θωράκισης, [5] αν και οποιαδήποτε τέτοια χρήση είναι ασυνήθιστη επειδή οι σφαίρες που κατασκευάζονται από κράματα χάλυβα είναι πολύ λιγότερο ακριβές, αλλά έχουν παρόμοιες ιδιότητες.

Ο χαλκός από βηρύλλιο χρησιμοποιείται επίσης για εργαλεία μέτρησης κατά τη διάτρηση στη βιομηχανία γεώτρησης με κατεύθυνση (λοξή διάτρηση).Μερικές εταιρείες που κατασκευάζουν αυτά τα εργαλεία είναι η GE (εργαλείο θετικού παλμού τανυστήρα QDT) και η Sondex (εργαλείο αρνητικού παλμού Geolink).Απαιτείται ένα μη μαγνητικό κράμα καθώς χρησιμοποιούνται μαγνητόμετρα για τους υπολογισμούς που λαμβάνονται από το εργαλείο.

Κράματα

Τα κράματα χαλκού βηρυλλίου υψηλής αντοχής περιέχουν έως και 2,7% βηρύλλιο (χυτό) ή 1,6-2% βηρύλλιο με περίπου 0,3% κοβάλτιο (επεξεργασμένο).Η υψηλή μηχανική αντοχή επιτυγχάνεται με σκλήρυνση με κατακρήμνιση ή σκλήρυνση με γήρανση.Η θερμική αγωγιμότητα αυτών των κραμάτων βρίσκεται μεταξύ χάλυβα και αλουμινίου.Τα χυτά κράματα χρησιμοποιούνται συχνά ως υλικό για καλούπια έγχυσης.Τα σφυρήλατα κράματα χαρακτηρίζονται από την UNS ως C172000 έως C17400, τα χυτά κράματα είναι C82000 έως C82800.Η διαδικασία σκλήρυνσης απαιτεί ταχεία ψύξη του ανοπτημένου μετάλλου, με αποτέλεσμα ένα διάλυμα βηρυλλίου σε στερεά κατάσταση σε χαλκό, το οποίο στη συνέχεια διατηρείται στους 200-460 °C για τουλάχιστον μία ώρα, διευκολύνοντας την καθίζηση μετασταθερών κρυστάλλων βηρυλλιδίου στη μήτρα χαλκού.Η υπεργήρανση αποφεύγεται, καθώς σχηματίζεται μια φάση ισορροπίας που εξαντλεί τους κρυστάλλους βηρυλλιδίου και μειώνει την ενίσχυση της αντοχής.Τα βηρυλλίδια είναι παρόμοια τόσο στα χυτά όσο και στα σφυρήλατα κράματα.

Τα κράματα χαλκού βηρυλλίου υψηλής αγωγιμότητας περιέχουν έως και 0,7% βηρύλλιο, μαζί με λίγο νικέλιο και κοβάλτιο.Η θερμική τους αγωγιμότητα είναι καλύτερη από το αλουμίνιο, μόνο λίγο μικρότερη από τον καθαρό χαλκό.Συνήθως χρησιμοποιούνται ως ηλεκτρικές επαφές σε συνδετήρες.