Бериллиевые сплавы.

Основные трудности при создании бериллиевых сплавов вытекают из его недостатков: большой хрупкости и высокой стоимости.

Главная сложность при легировании бериллия, как было указано ранее, обусловлена малым размером атома бериллия. Большинство элементов, растворяясь в бериллии, искажают его кристаллическую решетку, в результате чего увеличивается его хрупкость. В связи с этим наибольшее распространение получили сплавы бериллия с практически нерастворимым в нем при алюминием. Из диаграммы состояния (рис. 13.14) видно, что при температуре бериллий практически нерастворим в алюминии. Поэтому эвтектика. образуюшаяся при концентрации состоит из почти чистого алюминия с незначительным количеством вкраплений бериллия и характеризуется высокой пластичностью. Чем больше содержится в сплавах бериллия, тем выше их прочность и жесткость (рис. 13.15)

Практическое применение нашли заэвктические сплавы, содержащие Они имеют структуру, состоящую из мягкой пластичной эвтектики и твердых хрупких включений первичного бериллия. Сплавы пластичнее и поэтому технологичнее чистого бериллия; они обладают высокими прочностными свойствами и жесткостью. Так, сплав, содержащий (остальное ), характеризуется следующими свойствами:

Легирование двойных сплавов элементами, растворимыми в бериллиевой фазе, ухудшает свойства этой фазы

Рис. 13.15. Зависимость механических свойств сплавов от содержания бериллия

Рис. 13.16. Зависимость механических свойств сплавов от содержания бериллия

и сплава в целом, а элементами, растворимыми в алюминиевой фазе, улучшает свойства сплавов. Наиболее благоприятно на свойства сплавов влияет дополнительное легирование магнием в пределах его растворимости в алюминии. Однако значительный эффект упрочнения (рис. 13.16) при одновременном повышении пластичности наблюдается на сплавах с малым содержанием бериллия. При содержании в сплаве более резко ухудшается пластичность и практически не меняется прочность. Добавка к сплаву с низким содержанием бериллия (30%) увеличивает предел прочности от 200 до 450 МПа, относительное удлинение - от 18 до 25%. Заметно повышается и модуль нормальной упругости (до 150-300 ГПа). В отличие от двойных сплавов, которые спекают и прессуют из порошков, сплав с магнием получают сплавлением. Слитки подвергают обработке давлением. Сплав поставляют в виде деформированного или отожженного полуфабриката Сплав хорошо сваривается и рекомендуется для сварных конструкций.

Легирование бериллия элементами и др., расширяющими температурную область существования пластичной высокотемпературной модификации увеличивает диапазон горячей обработки давлением. Эти элементы оказывают упрочняющее действие и снижают пластичность при Никель и кальций вызывают увеличение прочности при повышенных температурах. Однако более высокими показателями в этом случае обладает бериллий, полученный методами порошковой металлургии с повышенным содержанием оксида ВеО (до 4%).

Сохраняют прочность до очень высокой температуры так называемые бериллиды. Они представляют собой интерметаллидные соединения бериллия с переходными металлами (Та, Nb, Zr и др.). Бериллиды имеют высокую температуру плавления высокую твердость жесткость при сравнительно низкой плотности Однако они очень хрупкие. Из них изготовляют методами порошковой металлургии мелкие несложные по форме детали для гироскопов и систем управления.