Proces obróbki cieplnej stopu Cu-Be to głównie obróbka cieplna, odpuszczanie, hartowanie i utwardzanie starzeniowe.W przeciwieństwie do innych stopów miedzi, których wytrzymałość uzyskuje się tylko przez ciągnienie na zimno, kuty beryl jest uzyskiwany przez ciągnienie na zimno i utwardzanie termiczne do 1250 do 1500 MPa.Utwardzanie starzeniowe jest ogólnie określane jako proces utwardzania wydzieleniowego lub obróbki cieplnej.Zdolność stopu miedzi berylu do przyjęcia tego rodzaju procesu obróbki cieplnej jest lepsza niż innych stopów pod względem formowania i wydajności urządzeń mechanicznych.Na przykład złożone kształty można uzyskać przy maksymalnej wytrzymałości i poziomach wytrzymałości wszystkich innych stopów na bazie miedzi, to znaczy podczas walcowania na zimno, a następnie starzenia surowca.

Szczegółowo opisano cały proces utwardzania wydzieleniowego wysokowytrzymałego stopu miedziowo-berylowego C17200, jego specjalny proces obróbki cieplnej do kucia i stopów kuźniczych, wysoce zalecany piec elektryczny do obróbki cieplnej, powierzchniowe utlenianie powietrzem oraz podstawowe metody obróbki cieplnej odpuszczania i hartowania poniżej.

W całym procesie utwardzania starzeniowego zewnętrzne ekonomiczne cząstki bogate w beryl będą wytwarzane w podłożu do uprawy materiału metalowego, co jest odzwierciedleniem kontroli dyfuzji, a jego siła będzie się zmieniać wraz z czasem starzenia i temperaturą.Wysoce zalecany międzynarodowy standard czasu i temperatury pozwala częściom osiągnąć maksymalną wytrzymałość w ciągu dwóch do trzech godzin bez uszczerbku dla wytrzymałości w wyniku długotrwałego wystawienia na działanie temperatury.Na przykład wykres reakcji stopu C17200 na rysunku pokazuje, w jaki sposób bardzo niska temperatura, temperatura standardowa i wysoka temperatura starzenia wpływają na maksymalne właściwości stopu i czas potrzebny do osiągnięcia maksymalnej wytrzymałości.

Na rysunku widać, że w bardzo niskiej temperaturze 550°F (290°C) wytrzymałość C17200 rośnie powoli i osiąga najwyższą wartość dopiero po około 30 godzinach.W standardowej temperaturze 600°F (315°C) przez 3 godziny zmiana intensywności C17200 nie jest duża.W temperaturze 700°F (370°C) intensywność osiąga wartość szczytową w ciągu trzydziestu minut i znacznie spada natychmiast.Mówiąc prościej, wraz ze wzrostem temperatury starzenia, czas potrzebny do osiągnięcia najwyższej wytrzymałości i maksymalna wytrzymałość, jaką można zastosować, będzie się zmniejszać.

Miedź berylowa C17200 może być krucha z różnymi mocami.Szczyt kruchości odnosi się do kruchości, która osiąga większą wytrzymałość.Stopy, które nie są starzone do maksymalnej wytrzymałości, są niestarzałe, a stopy, które przekraczają swoją maksymalną wytrzymałość, są przestarzałe.Niewystarczająca kruchość berylu poprawia plastyczność, równomierne wydłużenie i wytrzymałość zmęczeniową, podczas gdy zbyt duża kruchość poprawia przewodność elektryczną, przenoszenie ciepła i niezawodność miernika.Beryl Beryl nie katalizuje w temperaturze pokojowej, nawet jeśli jest przechowywany przez długi czas.

Tolerancja czasu utwardzania starzeniowego leży w kontroli temperatury i ostatecznej specyfikacji właściwości.Aby lepiej osiągnąć najlepszy czas aplikacji w standardowej temperaturze, czas pieca do topienia jest ogólnie kontrolowany w zakresie ± 30 minut.Jednak w przypadku kruchości w wysokiej temperaturze konieczna jest dokładniejsza częstotliwość zegara, aby zapobiec uśrednianiu.Na przykład należy kontrolować czas kruchości C17200 w temperaturze 700°F (370°C) z dokładnością do ±3 minut, aby zachować optymalną wydajność.Podobnie, ponieważ krzywa odpowiedzi kruchości jest znacznie poprawiona w oryginalnym łączu, niezależne zmienne całego procesu muszą być również ściśle kontrolowane pod kątem niewystarczającej kruchości.Podczas określonego czasu cyklu utwardzania starzeniowego szybkości ogrzewania i chłodzenia nie są krytyczne.Aby jednak upewnić się, że część nie będzie podatna na stopniową kruchość, dopóki temperatura nie zostanie osiągnięta, można umieścić rezystor termiczny, który określa, kiedy osiągnięta zostanie żądana temperatura.

Maszyny i urządzenia do utwardzania starzeniowego

Piec gazowy z obiegiem.Piec gazowy z systemem obiegowym ma kontrolowaną temperaturę w zakresie ±15°F (±10°C).Proponuje się przeprowadzenie standardowego utwardzania starzeniowego części miedziano-berylowych.Piec ten został zaprojektowany tak, aby pomieścić zarówno części o dużej, jak i małej objętości i jest idealny do testowania części matryc do tłoczenia na kruchych mediach.Jednak ze względu na jego czysto termiczną jakość ważne jest, aby zapobiegać niedostatecznej kruchości lub zbyt krótkim czasom cyklu kruchości dla części wysokiej jakości.

Łańcuchowy piec do kruchości.Piece do starzenia nici z atmosferą obronną jako substancją grzewczą są odpowiednie do produkcji i przetwarzania wielu zwojów miedzi berylowej, ogólnie w długim piecu, tak aby surowiec mógł być ekspandowany lub zwijany.Pozwala to na lepszą kontrolę czasu i temperatury, zapobiega częściowej symetrii i może obsługiwać specjalne okresy niedostatecznej lub wysokiej temperatury / krótkiego starzenia i selektywnego utwardzania.

Kąpiel solankowa.Proponuje się również zastosowanie kąpieli solnej do obróbki wydzieleniowej stopów miedzi berylu.Kąpiele solne mogą zapewnić szybkie i równomierne nagrzewanie i są zalecane do stosowania we wszystkich obszarach utwardzania temperaturowego, zwłaszcza w przypadku kruchości w wysokiej temperaturze w krótkim czasie.

Piec do wyżarzania.Kruchość pompy próżniowej części miedziano-berylowych można wykonać z powodzeniem, ale należy zachować ostrożność.Ponieważ ogrzewanie pieca do wyżarzania odbywa się tylko za pomocą źródła promieniowania, trudno jest równomiernie ogrzać mocno obciążone części.Części, które ładują się na zewnątrz, są wypromieniowywane szybciej niż części wewnętrzne, więc pole temperatur po procesie obróbki cieplnej zmieni wydajność.Aby lepiej zapewnić równomierne ogrzewanie, obciążenie powinno być ograniczone, a części muszą być chronione przed elektromagnesem grzewczym.Piec do wyżarzania może być również używany do wypełniania gazami szlachetnymi, takimi jak argon lub N2.Podobnie, jeśli piec nie jest wyposażony w wentylator chłodzący układ obiegowy, należy pamiętać o konserwacji części.