Le cuivre au béryllium, également connu sous le nom de cuivre au béryllium, CuBe ou bronze au béryllium, est un alliage métallique de cuivre et de 0,5 à 3% de béryllium, et parfois avec d'autres éléments d'alliage, et possède d'importantes qualités de travail des métaux et de performances de fonctionnement.

Propriétés

Le cuivre au béryllium est un alliage ductile, soudable et usinable.Il résiste aux acides non oxydants (par exemple, l'acide chlorhydrique ou l'acide carbonique), aux produits de décomposition du plastique, à l'usure par abrasion et au grippage.De plus, il peut être traité thermiquement pour améliorer sa résistance, sa durabilité et sa conductivité électrique.

Comme le béryllium est toxique, il existe des problèmes de sécurité pour la manipulation de ses alliages.Sous forme solide et sous forme de pièces finies, le cuivre au béryllium ne présente aucun danger particulier pour la santé.Cependant, respirer sa poussière, telle qu'elle se forme lors de l'usinage ou du soudage, peut causer de graves lésions pulmonaires.[1]Les composés de béryllium sont des cancérigènes humains connus lorsqu'ils sont inhalés.[2] En conséquence, le cuivre au béryllium est parfois remplacé par des alliages de cuivre plus sûrs tels que le bronze Cu-Ni-Sn.[3]

Les usages

Le cuivre au béryllium est utilisé dans les ressorts et autres pièces qui doivent conserver leur forme pendant les périodes où ils sont soumis à des contraintes répétées.En raison de sa conductivité électrique, il est utilisé dans les contacts à faible courant pour les batteries et les connecteurs électriques.Et parce que le cuivre au béryllium est anti-étincelles mais physiquement résistant et non magnétique, il est utilisé pour fabriquer des outils qui peuvent être utilisés dans des environnements explosifs ou à des fins EOD.Différents types d'outils sont disponibles, par exemple des tournevis, des pinces, des clés, des burins à froid et des marteaux [4].Un autre métal parfois utilisé pour les outils anti-étincelles est le bronze d'aluminium.Par rapport aux outils en acier, les outils en cuivre au béryllium sont plus chers, moins solides et s'usent plus rapidement.Cependant, les avantages de l'utilisation du cuivre au béryllium dans des environnements dangereux l'emportent sur ces inconvénients.

Le cuivre au béryllium est également fréquemment utilisé dans la fabrication d'instruments de percussion de qualité professionnelle, en particulier le tambourin et le triangle, où il est apprécié pour sa sonorité claire et sa forte résonance.Contrairement à la plupart des autres matériaux, un instrument composé de cuivre au béryllium conservera une tonalité et un timbre constants aussi longtemps que le matériau résonnera.La "sensation" de ces instruments est riche et mélodieuse au point qu'ils semblent déplacés lorsqu'ils sont utilisés dans des morceaux de musique classique plus sombres et plus rythmés.

Le cuivre au béryllium a également trouvé une utilisation dans les équipements cryogéniques à ultra-basse température, tels que les réfrigérateurs à dilution, en raison de sa combinaison de résistance mécanique et de conductivité thermique relativement élevée dans cette plage de températures.

Le cuivre au béryllium a également été utilisé pour les balles perforantes, [5] bien qu'une telle utilisation soit inhabituelle car les balles fabriquées à partir d'alliages d'acier sont beaucoup moins chères, mais ont des propriétés similaires.

Le cuivre au béryllium est également utilisé pour les outils de mesure en cours de forage dans l'industrie du forage directionnel (forage oblique).Quelques entreprises fabriquant ces outils sont GE (outil d'impulsion positive du tenseur QDT) et Sondex (outil d'impulsion négative Geolink).Un alliage non magnétique est nécessaire car des magnétomètres sont utilisés pour les calculs reçus de l'outil.

Alliages

Les alliages de cuivre au béryllium à haute résistance contiennent jusqu'à 2,7 % de béryllium (coulé) ou 1,6 à 2 % de béryllium avec environ 0,3 % de cobalt (forgé).La résistance mécanique élevée est obtenue par durcissement par précipitation ou durcissement par vieillissement.La conductivité thermique de ces alliages se situe entre les aciers et l'aluminium.Les alliages coulés sont fréquemment utilisés comme matériau pour les moules à injection.Les alliages corroyés sont désignés par UNS comme C172000 à C17400, les alliages coulés sont C82000 à C82800.Le processus de durcissement nécessite un refroidissement rapide du métal recuit, résultant en une solution à l'état solide de béryllium dans le cuivre, qui est ensuite maintenue à 200-460 ° C pendant au moins une heure, facilitant la précipitation de cristaux de béryllure métastables dans la matrice de cuivre.Le survieillissement est évité, car une phase d'équilibre se forme qui épuise les cristaux de béryllide et réduit l'amélioration de la résistance.Les béryllures sont similaires dans les alliages coulés et corroyés.

Les alliages de cuivre au béryllium à haute conductivité contiennent jusqu'à 0,7% de béryllium, ainsi qu'un peu de nickel et de cobalt.Leur conductivité thermique est meilleure que celle de l'aluminium, seulement un peu moins que le cuivre pur.Ils sont généralement utilisés comme contacts électriques dans les connecteurs.