Бериллиевая медь, также известная как медно-бериллиевая, CuBe или бериллиевая бронза, представляет собой металлический сплав меди и 0,5-3% бериллия, а иногда и других легирующих элементов, и обладает значительными слесарно-обрабатывающими и эксплуатационными качествами.

Характеристики

Бериллиевая медь представляет собой пластичный, свариваемый и поддающийся механической обработке сплав.Он устойчив к неокисляющим кислотам (например, соляной или углекислоте), к продуктам разложения пластика, к абразивному износу и истиранию.Кроме того, он может подвергаться термической обработке для повышения его прочности, долговечности и электропроводности.

Поскольку бериллий токсичен, при обращении с его сплавами возникают некоторые проблемы безопасности.В твердом виде и в виде готовых деталей бериллиевая медь не представляет особой опасности для здоровья.Однако вдыхание его пыли, образующейся при механической обработке или сварке, может привести к серьезным повреждениям легких.[1] Соединения бериллия являются известными канцерогенами для человека при вдыхании.[2] В результате бериллиевую медь иногда заменяют более безопасными медными сплавами, такими как бронза Cu-Ni-Sn.[3]

Использование

Бериллиевая медь используется в пружинах и других деталях, которые должны сохранять свою форму в периоды, когда они подвергаются повторяющимся нагрузкам.Благодаря своей электропроводности он используется в слаботочных контактах аккумуляторов и электрических разъемах.А поскольку бериллиевая медь не дает искр, но физически прочна и немагнитна, она используется для изготовления инструментов, которые можно использовать во взрывоопасных средах или для целей EOD.Доступны различные типы инструментов, например, отвертки, плоскогубцы, гаечные ключи, зубила и молотки [4].Другой металл, иногда используемый для искробезопасных инструментов, — это алюминиевая бронза.По сравнению с инструментами из стали инструменты из бериллиевой меди дороже, не так прочны и быстрее изнашиваются.Однако преимущества использования бериллиевой меди в опасных средах перевешивают эти недостатки.

Бериллиевая медь также часто используется в производстве перкуссионных инструментов профессионального качества, особенно бубна и треугольника, где она ценится за чистый тон и сильный резонанс.В отличие от большинства других материалов, инструмент, изготовленный из бериллиевой меди, сохраняет постоянный тон и тембр до тех пор, пока материал резонирует.«Чувство» таких инструментов богато и мелодично до такой степени, что они кажутся неуместными при использовании в более мрачных, более ритмичных произведениях классической музыки.

Бериллиевая медь также нашла применение в сверхнизкотемпературном криогенном оборудовании, таком как рефрижераторы растворения, благодаря сочетанию механической прочности и относительно высокой теплопроводности в этом диапазоне температур.

Бериллиевая медь также использовалась для изготовления бронебойных пуль [5], хотя любое такое использование необычно, поскольку пули, изготовленные из стальных сплавов, намного дешевле, но имеют аналогичные свойства.

Бериллиевая медь также используется для инструментов для измерения во время бурения в отрасли направленного (наклонного) бурения.Несколько компаний, производящих эти инструменты, - это GE (инструмент с положительным импульсом тензора QDT) и Sondex (инструмент с отрицательным импульсом Geolink).Требуется немагнитный сплав, так как для расчетов, полученных от прибора, используются магнитометры.

сплавы

Высокопрочные бериллиево-медные сплавы содержат до 2,7 % бериллия (литые) или 1,6—2 % бериллия при содержании кобальта около 0,3 % (деформируемые).Высокая механическая прочность достигается дисперсионным твердением или старением.Теплопроводность этих сплавов находится между сталями и алюминием.Литейные сплавы часто используются в качестве материала для литьевых форм.Деформируемые сплавы обозначаются UNS от C172000 до C17400, литейные сплавы - от C82000 до C82800.Процесс закалки требует быстрого охлаждения отожженного металла, в результате чего образуется твердый раствор бериллия в меди, который затем выдерживают при температуре 200-460°С не менее часа, способствуя осаждению метастабильных кристаллов бериллида в медной матрице.Избегается перестаривание, поскольку образуется равновесная фаза, которая истощает кристаллы бериллида и снижает повышение прочности.Бериллиды сходны как в литых, так и в деформируемых сплавах.

Медно-бериллиевые сплавы с высокой проводимостью содержат до 0,7% бериллия, а также некоторое количество никеля и кобальта.Их теплопроводность лучше, чем у алюминия, лишь немного меньше, чем у чистой меди.Они обычно используются в качестве электрических контактов в разъемах.