справочник (550668), страница 58
Текст из файла (страница 58)
Все эти свойства способствуют успешному применению бериллив в качестве теплозащитного материала в ракетной и особенно космической технике: головные части ракет, передние кромки крыльев сверхзвуковых самолетов, оболочки кабин космонавтов. Высокие удельные прочность и жесткость, теплопроводность в сочетании с размерной стабильностью во времени и термической стабильностью, низким коэффициентом термического расширениа и хорошей отражательной способносгью делают бериллий незаменимым материалом для зеркал оптических приборов, в том числе и космического назначенца, деталей высокоточных приборов. Его используют в ннерциальных системах навигации для ракет, самолетов, подводных лодок; из него изготавливают детали гиростабилизирующнх платформ и гироскопов.
Сопротивление усталостным разрушениям при циклических нагрузках обеспечивает применение бернллив в двигателестроении, а высокал скорость распространенна звука (в 2,5 раза выше, чем в стали) — в акустической технике. Малое эффективное поперечное сечение захвата тепловых нейтронов (0,009 б lат.), высокая отражательная способность, а также способность замедлять быстрые нейтроны до уровне тепловых выдвинули бериллий в ряд лучших конструкционных материалов ядерной техники (замедлители быстрых нейтронов, отражатели тепловых нейтронов). Его используют в качестве конструкционного материала для изготовления окон рентгеновских трубок ввиду слабого поглощения рентгеновских лучей (в 17 раз хуже, чем алюминий).
Кроме того, бериллий успешно применяют для легировання сплавов на основе меди, авюминия, никеля. Недостатками бернллия являются малая распространенность в природе; сложная н дорогая технология извлечения из руд н получения полуфабрикатов (деталей), а поэтому его высокая стоимость; низкав пластичность и внизотропия свойств; токсичность. Соединенив бернллия (аэрозоли, дисперсные частицы), попадал в легкие, вызывают тажелое легочное заболевание — бернллиоз.
На коже бериллневая пыль и мельчайшие частицы вызывают зуд, а попадая в ранки — язвы н опухоли. Поэтому обработку бериллня на металлорежущнх станках проводят в специальных помещениях в пылезащитных коспомах и масках. Предельно допустимое содержание бериллнл в атмосфере пронзводственз ных помещений составляет 0,001 мг/и . В компактном виде бериллий безвреден. Метааеургия бернллия сложна вследствие его химической инертности. Слитки после ыкуумной переплавки обрабатывают давлением для получения полуфабрикатов нли перерабазъщают в порошок, нз которого полуфабрикаты н изделия получают порошковой технологией.
' Бари (б) — внесистемная единица измерения площади (1 б = 10 м ). -за 1 316 Изделия из бериллиевых блоков изготовляют на металлорежущих станках, однако вследствие плохой обрабатываемости резанием необходимо использовать твердосплавный инструмент. Сваривается бериллий дутовым методом в аргоне, гелии нли вакууме. Обработке давлением подвергают лишь малые слитки (и' < 200 мм), поскольку в слитках большого размера вследствие высокого поверхностного натикения образуются две усадочные раковины, соединенные трещиной. Фасонные отливки из бериллия производят очень редко.
Литой бериллий крупнозериист и хрупок (о, 280 МПа; оез = 230 МПа; Ь = 2...3 %). Для улучшения пластичности его подвергают обработке давлением. Прокатку проводят при высокой температуре (1000-1050 С). Поскольку выше 700 С бериллий «схватывается» с инструментом, прокатку ведут в стальной оболочке, которую затем стравливают. Горячекатаный полуфабрикат, полученный из слитка, имеет такие же низкие механические свойства. Его относительное удлинение вдоль направления прокатки находится на уровне литого материала, а в поперечном направлении близко к нулю.
В настоящее время полуфабрикаты (листы, прутки и др.) из бериллия получают в основном порошковой технологией. Механические свойства горячепрессованных заготовок зависят от содержания примесей, размера зерна. Примеси, как и увеличение размера частиц порошка, снижают механические свойства, особенно пластичность горлчепрессованных заготовок (табл. 5.76) и деформированного полуфабриката (табл. 5.77).
Т«6»к«а 5. 16. Механические свойства герячеирееееааииых бериллиевых загетеаек нз магииетермическеге н электрелвтическеге пер«шва 13) Таблица 5. 71 Механические свойства бериллиеаых пелуфабрикатее, полученных из магиветермичеекеге (числитель) и элекгрелитическеге (знаменатель) перешка [31 Исходные порошки, полученные магниетермическим или злектролитическим способами, подвергают дополнительной очистке от примесей дистилляцией в вакууме, зонной плавкой и щз.
Химический соспш технического, дистиллированного и очищенного зонной плавкой бериллня приведен в табл. 5.78, содержание примесей в промышленных марках бериллия — в табл. 5.79, а механические свойства различных полуфабрикатов — в табл. 5.80 — 5.83. 317 3 $ 3 В з й Ф И 2 Я $ У Ф Ы Л Й $ 3 $ о Ц 6 3 6 Ы $ У $ 5 $ 3 8 Ос 3 з~в Тоблиаа 5.80. Мсзаивчсскве свойства бсриллисаыз велуфабряквзеа [3[ Таблица 5.8!. Мсзаиичсскне свойства иреаелеки лвамстрам 0,12$ мм из бсриллия, полученного разиммв сиесебамв [3[ Тойпща 5.82 Мезаиичсские свойства и рабств разрушеива л векеаек вз бериллив [3[ В числителе дроби — без разрушснна образца, а зявмсншслс — прн разрушении образца.
Тойпща 5,83. Мсзаивчсскве саейстаа ваауфабрикатеа вз бсрилаив [15[ 319 Ояоячание мабя. 5.83 Примечание. Для проволоки а числителе приведены значения о, а отоижснном, а а знаменателе — а нагартоеанном состоянии. При сжатии. Свойства бериллнв значительно зависат от концентраторов напряжений на поверхности и се общего соспжния. Ниже приведены значения и, прп испьпании образцов с налрвюм н (о,) н без него (а,) из прокатанного бериллия прн козффнциенте концентрации напряжений К,=4,4 в зависимости от способа обработки поверхности, МПа [3]: И н о, о, о,/о, Шлифоаяпис........ 298/268 387/387 0,77/0,69 Фрезероаяпне........
225/217 383/392 0,59/0,55 Травление ......... 461/228 454/436 1,02/0„52 Прнмсчаяис. В числителе — при продольном, а а знаменателе— при поперечном аапраалення вырезки образна. Чувсзвзцелыюсзь беришпш к концов/разорви напряжений характеризуют следующие данные (15]: о„МПа........ — 470(К! 2,2) 166(К, 4,0) о„МПа........
588 о,/о,.......... 0,8 0,28 Влияние концентраторов напряжений на механические свойства уменьшается после травления (табл. 5.84) и отжшв (табл. 5.85). Таблица 5.84. Изменение механических свойств бериллив весле траелсини разаичиыми реаитиаами (3) 320 Тнйаца 5.85. Влияние етжага в травлении ва мехаавческве саейетаа герачееемкеввеге бераллаеаеге ласта [3) Прн повышении температуры происходит существенное снижение кратковременной н длительной прочности бериллия, предела ползучестн и повышение его пластичности (табл.
5.86). Поэтому в качестве жаропрочного материала бериллий практически не используют. Табеица 5.86. Механические свойства етензжеввега ирессеавввеге бераллвеаеге ирупса ири аыееквк температурах [15) При отрицательных температурах механические свойства бериллня понижаются. Так, при уменьшении температуры от 20 'С до — 70 С временное сопротивление сннжа-. стса с 539 — 637 МПа до 490-539 МПа, а относительное удлинение с 4-8 % до 1-1,5 %. Бериллий, полученный порошковой технологией, имеет мелкозернисгую структуру и высокие механические свойства, в том числе и пластичность.
С уменьшением размера зерна возрастают временное сопротивление, предел текучести н пластичность при 20 С ' (табл. 5.87), в также крвтковрсменнан прочность при повышенных температурах (табл. 5.88). Таблица 5,В1. Влвааве размера частик веренева а селерямвва примесей ва свойства ареесеваввеге бернллва [3) Средина Днеиезр зерне Селераенне ирннесеа, ЗЬ (нес.) ие ее,з Ц вЂ” ! 300 321 11,4 11,3 9,8 9,6 7,95 7,45 5,95 5,1 10„1 9,2 7,3 7,0 6,2 5,7 3,36 3,87 3,57 4,29 4,57 4,95 4,57 5.33 0,084 0,120 0,093 0,112 0,122 0,152 0,142 0,160 0,023 0,045 0,027 0,034 0,025 0,040 0,038 0,037 520 556 553 558 549 582 366 387 394 409 461 466 2,84 3,45 3,1! 2,77 2,40 Таблица 5.88.
Влияние содержания ВеО и температуры исиытаиня иа механические свойстве листве бериллия телшиией 1,52 мм Р8) е, ь'с Мпа 609/517 577/488 473/308 487/31! 313/232 343/231 304/202 318/201 21,2/1,30 23,0/18,0 Продояья ее Поперечное 20 Продсльяее Поперечное 370/277 349/288 41,7/31,5 25,6/34,0 2!6 31!/232 322/226 15,5/30,0 15,0/30,2 22,2/6,0 13,5/5,8 427 Продольное Поперечное 84/62 58/67 549 Продольное Поперечное 49/46 56/52 Примечание.
В часмпеле-пря содержании ВеО, равном 2,25%(мас.), в звамевателе — прв 1,3 % (мас.). 322 Кроме того, увеличению прочности способствуют дисперсные частицы оксида бериллия, повышающие сопротивление пластической деформации. Рост пластичности, вызванный нзмельченйем зерна, настолько значителен, что перекрывает ее снижение вследствие увеличения содержания оксида прн измельчении порошка. Для повышения пластичности порошковых полуфабрикатов размол порошков бериллня целесообразно проводить в безокислительной среде.
Чистый спеченный бериллий с чрезвычайно мелкозернистой структурой (Ы 1...3 мкм) обладает склонностью к сверхо пластичности: при 600-700 С и малых скоростях деформации относительное удлинение Ь = 300 %. Более высокая пластичность спеченных бериллиевых блоков дает возможносп подвергать их не только горячей обработке давлением, но н теплой обработке при 400-500 С. Эта температура ниже температуры рекристеллизацни бервпвп (/ = 700 С), что позволяет сохрашпь наклеп н получить высокую прочность полуфабриката (о, = 650 ...
700 МПа). Пластичность полуфабрикатов нз порошкового бериллия зависит от технологии горачей обработки давлением. Прутки с текстурой базисной плоскости, полученные методом горячего выдавливания, характеризуются довольно высокой пластичностью (Ь = 20 %). На листах, изготовленных поперечной прокаткой этих прутков, сохраняется текстура базисной плоскости, а пластичность повышается до 20 — 40 % (см. таба. 5.88). При этом базисная плоскость ориентируется вдоль осн прутка или в плоскости листа, поэтому при раснжении касательные напрюкения в них равны нулю. Скольжение идет по плоскостям призмы, которых в ГП решетке поликристаллического бериллия значительно больше, чем базисных, что обеспечивает хорошую пластичность. В направлении, перпендикулярном плоскости листа, пластичность уменьшается до нуля.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
