Proces toplinske obrade Cu-Be legure uglavnom je toplinska obrada, kaljenje, kaljenje i otvrdnjavanje starenjem.Za razliku od ostalih bakrenih legura čija se čvrstoća postiže samo hladnim izvlačenjem, gnječeni berilij dobiva se hladnim izvlačenjem i toplinskim starenjem kaljenjem na 1250 do 1500 MPa.Otvrdnjavanje starenjem općenito se naziva proces precipitacijskog otvrdnjavanja ili toplinske obrade.Sposobnost legure berilij bakra da prihvati ovu vrstu procesa toplinske obrade bolja je od drugih legura u smislu oblikovanja i izvedbe mehaničke opreme.Na primjer, složeni oblici mogu se postići pri maksimalnoj čvrstoći i razinama čvrstoće svih ostalih legura na bazi bakra, odnosno pod hladnim valjanjem i naknadnim starenjem sirovine.

Cijeli proces otvrdnjavanja starenjem bakrene berilijeve legure C17200 visoke čvrstoće detaljno je opisan u nastavku, kao i poseban postupak toplinske obrade kovanja i legura kovanja, toplo preporučena električna peć za toplinsku obradu, površinska oksidacija zrakom i osnovna toplinska obrada metode kaljenja i kaljenja.

U cijelom procesu otvrdnjavanja starenjem, u supstratu za uzgoj metalnog materijala stvarat će se vanjske ekonomične čestice bogate berilijem, što je odraz kontrole difuzije, a njegova čvrstoća mijenjat će se s vremenom starenja i temperaturom.Visoko preporučeno međunarodno standardno vrijeme i temperatura omogućuju dijelovima da postignu svoju maksimalnu čvrstoću unutar dva do tri sata bez ugrožavanja čvrstoće kroz produljeno izlaganje temperaturi.Na primjer, graf odziva legure C17200 na slici pokazuje kako ultraniska temperatura, standardna temperatura i visoka temperatura starenja ugrožavaju vršna svojstva legure i vrijeme koje je potrebno za postizanje vršne čvrstoće.

Na slici se može vidjeti da na ultra-niskoj temperaturi od 550°F (290°C), čvrstoća C17200 polako raste i ne doseže najveću vrijednost do otprilike 30 sati kasnije.Na standardnoj temperaturi od 600°F (315°C) tijekom 3 sata, prijelaz intenziteta C17200 nije velik.Na 700°F (370°C), intenzitet doseže vrhunac unutar trideset minuta i odmah se značajno smanjuje.Jednostavno rečeno, kako se temperatura starenja povećava, vrijeme potrebno za postizanje najveće čvrstoće i maksimalne čvrstoće koja se može koristiti će se smanjivati.

C17200 bakreni berilij može biti krt različitim snagama.Vrh krtosti se odnosi na krtost kojom se postiže veća čvrstoća.Legure koje nisu ostarjele do maksimalne čvrstoće su neostarele, a legure koje prelaze maksimalnu čvrstoću su prestarjele.Nedovoljna krtost berilija poboljšava duktilnost, ravnomjerno istezanje i čvrstoću na zamor, dok prevelika krtost poboljšava električnu vodljivost, prijenos topline i pouzdanost mjerenja.Berilij Berilij ne katalizira na sobnoj temperaturi čak ni ako se čuva dulje vrijeme.

Tolerancija vremena otvrdnjavanja starenjem leži u kontroli temperature i konačnim specifikacijama svojstava.Kako bi se bolje postiglo najbolje razdoblje primjene pri standardnoj temperaturi, vrijeme u peći za taljenje općenito se kontrolira unutar ±30 minuta.Međutim, za visokotemperaturnu krtost potrebna je preciznija taktna frekvencija kako bi se spriječilo usrednjavanje.Na primjer, pazite da kontrolirate vrijeme krtosti C17200 na 700°F (370°C) na ±3 minute kako biste održali optimalnu izvedbu.Slično tome, budući da je krivulja odziva krtosti uvelike poboljšana u izvornoj karici, nezavisne varijable cijelog procesa moraju se također strogo kontrolirati zbog nedovoljne krtosti.Tijekom navedenog vremena ciklusa otvrdnjavanja starenjem, brzine zagrijavanja i hlađenja nisu kritične.Međutim, kako bi se osiguralo da dio nije sklon postupnoj krtosti dok se ne postigne temperatura, može se postaviti toplinski otpornik kako bi se odredilo kada je postignuta željena temperatura.

Strojevi i oprema za otvrdnjavanje starenjem

Plinska peć s cirkulacijskim sustavom.Plinska peć s cirkulacijskim sustavom kontrolira temperaturu na ±15°F (±10°C).Predlaže se izvođenje standardne otopine za otvrdnjavanje starenjem za dijelove od bakrenog berilija.Ova je peć dizajnirana za prilagodbu dijelova velikog i malog volumena i idealna je za testiranje dijelova matrice za utiskivanje na krhke medije.Međutim, zbog njegove čisto toplinske kvalitete, važno je spriječiti nedovoljnu krtost ili prekratko vrijeme ciklusa krtosti za kvalitetne dijelove.

Lančana peć za krhkost.Peći za starenje u užetu s obrambenom atmosferom kao grijaćom tvari prikladne su za proizvodnju i preradu mnogih zavojnica berilij bakra općenito u dugoj peći, tako da se sirovina može ekspandirati ili smotati.To omogućuje bolju kontrolu vremena i temperature, sprječava djelomičnu simetriju i omogućuje posebna razdoblja nedovoljne ili visoke temperature/kratkog starenja i selektivnog stvrdnjavanja.

Kupka od soli.Također se predlaže korištenje slane kupelji za tretman otvrdnjavanja legura berilij bakra.Slane kupke mogu osigurati brzo i ravnomjerno zagrijavanje i preporučuju se za upotrebu u svim područjima temperaturnog otvrdnjavanja, posebno u slučaju kratkotrajne krtosti pri visokim temperaturama.

Peć za žarenje.Krtost bakrenih berilijskih dijelova pomoću vakuumske pumpe može se uspješno izvesti, ali budite oprezni.Budući da je zagrijavanje peći za žarenje samo pomoću izvora zračenja, teško je jednoliko zagrijati jako opterećene dijelove.Dijelovi koji opterećuju izvana zrače se neposrednije od unutarnjih dijelova, tako da će temperaturno polje nakon procesa toplinske obrade promijeniti izvedbu.Kako bi se osiguralo ravnomjerno zagrijavanje, opterećenje treba ograničiti, a dijelove zaštititi od grijaćeg solenoida.Peć za žarenje također se može koristiti za punjenje rijetkim plinovima kao što su argon ili N2.Isto tako, osim ako je peć opremljena ventilatorom za cirkulaciju sustava za hlađenje, svakako održavajte dijelove.