Сплавы на основе бериллия

Механические и технологические свойства бериллия можно улучшить путем легирования.

Для авиационной техники, где важнейшим фактором являются весовые характеристики сплава, наибольший интерес представляют сплавы бериллия с алюминием и магнием.

Сплавы системы Ве-А1 - сплавы эвтектического типа, причем эвтектика практически состоит из чистою алюминия (98,6%) и име­ет температуру плавления 644°С. При достаточно больших добав­ках алюминия (более 20%) к бериллию образуется пластичная алю­миниевая эвтектика (Аl+Ве), которая является основной структур­ной составляющей, связывающей зерна бериллия.

При такой структуре, несмотря на наличие твердого и хрупко­го бериллия, обеспечивается возможность осуществления пластической деформации сплавов и получения из них различных полуфабрикатов и изделий.

В настоящее время и у нас, и за рубежом находят промышлен­ное применение сплавы бериллия с содержанием алюминия от 20 до 45%. Отечественные сплавы маркируются буквами АБ, за рубе­жом они получили название -локэллой.

Сплавы производят методом порошковой металлургии и в конструкциях их используют в отожженном состоянии. Отжиг про­водится при температуре 500-600°С с выдержкой 1,5-2 часа. На­пример, прессованный пруток после отжига при температуре 500°С имеет следующие механические свойства:

Преимущество этих сплавов в возможности их соединения всеми видами сварки, пайки и склеивания, получения методами объемной штамповки деталей самой сложной формы. У них хоро­шая коррозионная стойкость. Учитывая высокую стоимость берил­лия, сплавы применяют только в тех случаях, когда определяющим конструкционным фактором является жесткость.

Сплавы системы Ве-А1-Мg были разработаны в результате стремления частично заменить бериллий более легким и дешевым металлом магнием. В настоящее время практическое применение получили сплавы, содержащие 26-30% Ве, 5-10% Мg, а осталь­ное Аl.

Структура таких сплавов состоит из зерен хрупкого бериллия и эвтектики, образованной твердым раствором на основе алюминия и бериллия. Основу эвтектики, как и двойных сплавов, составляет пластичный алюминиевый твердый раствор. Поэтому сплавы, не­смотря на гетерогенную структуру и присутствие хрупкого берил­лия, имеют хорошую пластичность и удовлетворительно обрабаты­ваются давлением.

Легирование (А1-Ве)-сплавов магнием способствует значи­тельному повышению их прочности. Например, при введении 5% Мg в сплав (Аl+30% Ве) предел прочности повышается с 200 до 530 МПа при одновременном повышении удлинения от 18 до 25%.

Основную массу полуфабрикатов из этих сплавов применяют в отожженном состоянии.

Сплавы бериллия с β-стабилизаторами. Высокотемператур­ная β–модификация бериллия, обладающая повышенной пластич­ностью, устойчива в узком интервале температур (1250-1283°С). Добавки некоторых элементов к бериллию, стабилизирующих β-фазу, позволяют расширить температурную область существования β-фазы с решеткой К8 и производить горячую обработку давлением в более широком температурном интервале

В качестве β-стабилизаторов используются такие легирующие элементы, как олово, медь, никель, кадмий. Пока что эти сплавы находятся в стадии исследования и конкретные рекомендации по и\ широкому использованию отсутствуют.