Справочник по конструкционным материалам (998983), страница 57
Текст из файла (страница 57)
С уменьшением размера е , зерна возрастают временное сопротивление, предел текучести и пластичность при 20 С ' (табл. 5.87), а также кратковременная прочность при повышенных температурах (табл. 5.88). Таблица 5.87. Влияипс размера частип парашка и седсржаяия примесей на свейства прессеваппеге бсриллпя [31 Срд а разиер чжпщ Диаметр зерна Содерпанне прнмеее», за (нас.) мпа 10,! и — !зов 321 11,4 11,3 9,8 9,6 7,95 7,45 5,95 5,1 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 О,!20 0,093 0,112 0„!22 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 3,11 2,77 2,40 Тайаца 5.%.
Влияние содержания ВеО и температуры испытании иа механические свейства листов бериллив толщиной 1,52 мм 1281 МПа 21,2/1,30 Продольное Поперечное 577/488 487/311 23,0/18,0 370/277 313/232 41,7/31,5 216 Продольное Понерсчнос Продольное 349/288 311/232 343/231 304/2О2 25,6/34,0 15,5/3О,О 322/226 318/201 15,0/30,2 Поперечное 22,2/6,0 13,5/5,8 Продольное Поперечное 84/62 58/67 49/46 56/52 Примечание. В чнслнтелс-прн содержании ВсО, равном 2,25%(мас.), а знаменателе — прн 1,3 % (мас.). 322 Кроме того, увеличению прочности способствуют дисперсные частицы оксида бериллия, повышающие сопротивление пластической деформации. Рост пластичности, вызванный измельченйем зерна, настолько значителен, что перекрывает ее снижение вследствие увеличения содержания оксида при измельчении порошка. Для повышения пластичности порошковых полуфабрикатов размол порошков бериллня целесообразно проводить в безокнслительной среде.
Чистый спеченный бериллий с чрезвычайно мелкозернистой структурой (Ы = 1...3 мкм) обладает склонностью к сверх- пластичности: при 600-700 С и малых скоростях деформации относительное удлинение Ь = 300 %. Более высокая пластичность спеченных бернллиевых блоков дает возможность подвергать их не только горячей обработке давлением, но и теплой обработке при 400 — 500 С. Эта температура ниже температуры рекристаллизации бериллна (/ = 700 С), что позвщает сохранить наклец и получить высокую прочность полуфабриката (и, = 650 ... 700 МПа). Пластичность полуфабрикатов из порошкового бериллия зависит от технологии горячей обработки давлением.
Прутки с текстурой базисной плоскости, полученные методом горячего выдавливания, характеризуются довольно высокой пластичностью (Ь = 20 %). На листах, изготовленных поперечной прокаткой зтих прутков, сохраняется текстура базисной плоскости, а пластичность повышается до 20-40% (см.
табл. 5.88), При зтом базисная плоскость ориентируется вдоль оси прутка или в плоскости листа, позтому при растяжении касательные напряженна в них равны нулю. Скольжение идет по плоскостям призмы, которых в ГП решетке поликристаллического бериллил значительно больше, чем базисных, что обеспечивает хорошую пластичность. В направлении, перпендикулярном плоскости листа, пластичность уменьшается до нуля.
Механические свойства листов бериллия„прокатанных в различных направлениях, представлены в табл. 5.89. УЬйин~а 5.89. Механические хярвктеряетякя лпетев бернлляя весле яредельне-яеяеречяей ярекаткя 11 Я е! Ф2 При четырехточечном изгибе. При 1рехточечном изгибе. Более высокие механические свойства имеет бериллий, полученный методом порошковой технологии. До деформации спеченные заготовки имеют Ь = 1...2 % и о, = 275...325 МПа. После деформации, вызывающей разрушение оксидных сеток и дробление часпщ оксида, структура становится аналогичной строению дисперсноупрочненного композиционного материала, благодаря чему Ь возрас!аат до 5 — 15 %, в о, до 450 — 550 МПа. Тем не менее повышение содержания ВеО выше 3-4 % (мас.) вызывает появление хрупкости. Бериллий, упрочненный оксндом ВеО (до 3-4 %), выпускают в виде листов различной толщины, проволоки, профилей.
Благодаря своим уникальным свойствам (см. рис. 5.13, табл. 5.75), бериллий нашел широкое применение в промышленности. 5.4.2. Сплавы систем Ве-А1 и Ве-А$-М1, Главная сложность при легировании бериллия обусловлена его малым атомным . радиусом (0,113 нм). Большинство легирующих элементов, растворяясь в бериллии, ~увеличивает и без того его высокую хрупкость. По. этому наибольшее распространение получили сплавы ~, 'С , 'бернллия с практически нерастворимым в нем алю- 1284' минием Бер лий а е рак н ескинерас воримв !!00 '.:алюминии (рис.
5.14). Поэтому эвтектика, образующаяся при концентрации бериллия 2,5 % (мас.), со- 900 Ж+Ве , стоит из почти чистого алюминия с незначительным :.количеством включений бериллня и характеризуется 700 2,5 б45 , 'хорошей пластичностью. Чем больше сплавы системы ' Ве-А1 содержат бернллия, тем выше их прочность и 500 А!+Ве : жесткость, ниже пластичность (рис. 5.15); модуль уп- ругости при этом изменяется по закону аддитивности, : как у композиционных материалов. Промышленное при.
менение получили сплавы, содержащие 5-80 % (мас.) Ве. ' По структуре они заэвтектнческие, однако при нерва- Ряе, 5,14, Диаграмма состоя~ новесных условиях кристаллизации эвтектнческий иияА! — Ве 323 бериллий формируется на первичных кристаллах бериллия как на готовой подложке. ЭвтекЕ тика как бы «вырождается», и структура состо- 200 500 Ь о, ит из мягкой пластичной алюминиевой матрицы и включений твердого и хрупкого ЗОО берилл ил. Легирование двойных сплавов системы 100 100 Ве-А1 элементами, растворимыми в берил- 10 30 50 Ве,%(мас.) лиевой фазе ухудшает свойства этой фазы и сплавов в целом, а элементами, растворимыми в алюминиевой фазе, улучшает свойспе сплавов.
Наиболее эффективным легирующим элементом является магний прн его содержании в пределах растворимости в алюминии. Более высокая прочность сплавов системы А1-Ве-Ми (АБМ) объясняется твердорастворным упрочнением основы сплава, представляющей собой а-твердый раствор магния в алюминии, а также мелкозернистой структурой этих сплавов и равномерным распределением в инх частнчек практически чистого бериллня. Все это вызывает более равномерные деформации при нагружении материала и соответственно повышение прочности и пластичности. Однако наибольшее упрочнение в сплавах типа АБМ проис' ходит при содержании бериллия около 70 % (мас.) (рис.
5.16). Значительное снижение пластичности сплавов, содержащих > 70 % Ве, сближение относительного удлинения и прочности бериллиевых сплавов с магнием и без него объясняются уменьшением объемного содержания пластичной алюминиевой фазы более чем в 2 раза и повышением роли твердой и хрупкой бериллиевой фазы. Эти сплавы можно рассматривать как бериллий, свойства которого ухудшаются в связи с присутствием пластичной легкоплавкой алюминиевой фазы, особенно при 500-600 С. 150 Рис.
5.М. Зависимость механических свойств сплавов А1-Ве от содержания бс- риллия Структура прессованных полуфабрикатов и горячекатаных листов состоит из алюминиевой матрицы и вытянутых в направлении течения металла частиц бериллия линзовидной формы с размером в поперечном сечении 10-50 мкм. Она аналогична структуре композиционных материалов с алюмио,, МПа б у ниевой матрицей, армированной короткими волокнами бериллия 115].
В этом случае нагрузку воспринимают более высокомодульные волокна В 20 бериллия, а пластичная «люминиевая матрица служит средой для передачи напряжений. Такие 10 материалы обладают анизотропией свойств. Моду° ь ли упругости сплавов систем А1-Ве и 100 !О 30 50 Ве, уь(мас.) А1 — Ве — Мй с увеличением содержания бериллня изменяются по закону аддитивности„как у компо- зиционных материалов. Рис. 5.16. Зависимость механических свойств сплавов А1-Ве-Мя (5 %) от содержания бериллия Механические свойства прессованных прутков диаметром 30 мм н листов из них сплава АБМ с 30 324 Табямяа 5.9О. Механические свойства полуфабрикатов из спляая АБМ с ЗО % Ве 115) Примечание.
В числителе приведены механические свойстве листов а отожжснном, а а знаменателе — в нагартоааином состоянии. При сжатии. Табл ща 5. Р!. Чуастаительнесть к концентрации иапряжемий сплава АБМ с 30 % Ве 115! Акустическую выносливость листовых образцов из сплавов АБМ и Д!6Т характеризуют следующие данные [!51: Д!6Т АБМ (30% Вс) Число циклов до разрушения У при о, МПа: 3 10 0,35 10 6,7 10 0,25 10 4,4 10 О,ЗО !О 34 Примечание. При нягружсиии (о 30...35 МПя) по акустической выносливости сплав АБМ превосходит сплав Д16 я 40-50 ряз. 325 с 30 % Ве представлены в табл. 5.90, чувствительность к концентрации напрлжений— в табл. 5.9!. Предел выносливости сплава АБМ с ЗО % Ве дан в табл.
5.92. При концентрации напряжений К, = 2,2 (кольцевая выточка) временное сопротивление прутка снижается с 510 до 460 МПа. Табпа)а 5.92. Предел выиоелнвеетн полуфабрикатов нз снлввв АБМ е 30 % Ве ! И] Примечание. Вчнслнтеле-значения о, для гладких образцов(К,=!), в знаменателе-для круглого с кольцевой выточкой (К, 1,89) н плоского с огверстнем (К,=2,2). Механические свойства образцов, выре)анных в поперечном направлении из отожженных листов толщиной 0,7 мм из сплава АБМ с ЗО % Ве, в зависимости от температуры нагрева (т = 100 ч) приведены ниже 115]: Аналогичные образцы, но вырезанные из листов толщиной 1,0-1,5 мм, при отрицательных и новышенных температурах имеют следующие механические свойства )15]: г, С......
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
