Beryllium-kobberlegeringer er kendt for deres unikke kombination af styrke, hårdhed og korrosion modstand. Et vigtigt kendetegn ved denne legering er, at beryllium-kobber kan blødgøres eller hærdes efter ønske ved to enkle varmebehandlingsprocesser. I et fuldt varmebehandlet præparat er beryllium-kobberlegeringer den hårdeste og stærkeste af alle kobberrige legeringer (til 1400MPa), i det omfang at den ligner mange højkvalitetslegeringer stål.
Fordelen over stål
Naturligvis er dens fordel i forhold til stål en højere modstand mod korrosion, højere termisk og elektrisk ledningsevne og dets ikke-gnistrende egenskaber. Det er også ikke-magnetisk og kan dannes af strimler eller ledninger i den bløde tilstand og senere hærdes ved varmebehandling.
Generelt er legeringer, der indeholder fra 1,7 til 1,9 procent beryllium og nedbør hærdet i to timer inden for et temperaturområde på 315°C til 350°C giver egenskaber, der er ideelle til de fleste kommercielle formål. Ved blødere kvaliteter kan der anvendes højere temperaturer.
En høj elastisk grænse sammen med en lav modulus for elasticitet og træthedsmodstand værdsættes i specifikke tekniske anvendelser. Legeringen er også let, svejsbar og bearbejdbar. Beryllium kobber bruges ofte til fremstilling af små fjedre, trykfølsomme membraner, fleksible bælge, Bourdon-rør og komponenter til måleinstrumenter til elektriske og barometriske applikationer.
Støbegods og beklædning
Støbegods og smed af legeringen bruges i områder, der kræver høj styrke kombineret med god elektrisk og termisk ledningsevne. Eksempler inkluderer elektroder til svejseapparater mod resistens og matricer til støbning af plast. Ansøgninger om beryllium-kobber kan klassificeres i fire grupper baseret på de unikke kvaliteter, som hver kræver:
- Fjeder, membraner og trykfølsomme instrumenter (elasticitet og styrke)
- Dies til dybtrækning og smedning af metaller og støbning af plast (høj styrke og hårdhed)
- Modstandsvejsningselektroder (styrke, modstand mod korrosion og ledningsevne)
- Ikke-gnistværktøjer (ikke-gnist, styrke og hårdhed)
Mens de fleste legeringer indeholder ca. 2 procent beryllium, kan dette variere fra 1,5 til så højt som 3,0 procent afhængigt af applikationen. Trykfølsomme anvendelser, inklusive fjedre, bruger generelt en lavere mængde beryllium, som i sig selv er sprødt. Mens matriser, der kræver større hårdhed, indeholder en mængde beryllium i den højere ende af dette spektrum.
Cobalt og nikkel er også regelmæssigt inkluderet i sådanne legeringer i meget lave mængder for at forbedre responsen på varmebehandling. Lav berylliumlegeringer indeholder langt mindre beryllium (mindre end 1 procent) og en større mængde kobolt (2 til 3 procent). Mens disse legeringer har lavere styrke og hårdhed, har de en meget højere ledningsevne. Nyere, proprietære legeringer er også blevet udviklet med sammensætninger, der falder mellem almindelige og lave beryllium kobberlegeringer.
Kommercielle kvaliteter af Beryllium Copper
Alle kommercielle kvaliteter af berylliumkobber er nedbørshærdende legeringer. Det vil sige, de kan blødgøres ved slukning og hærdes ved opvarmning til en moderat temperatur. I både normale og saltvandsmiljøer er beryllium-kobbers modstand mod korrosion meget lig med ren kobber. Selvom applikationer til metallet (fx i fjedre og trykfølsomme applikationer) oftest konkurrerer med stål, giver dette en betydelig komparativ fordel.
Mens beryllium-kobber angribes af svovl og forbindelser af elementet, kan det sikkert udsættes for de fleste organiske væsker, herunder olieprodukter, raffinerede olier og industrielle opløsningsmidler. Som kobber danner beryllium-kobberlegeringer et beskyttende oxidlag på deres overflade, der modstår oxidation og forringelse.
Kilder
Beryllium kobber. Copper Development Association. CDA-publikation nr. 54, 1962
URL: www.copperinfo.co.uk
Bauccio, Michael (red.). ASM Metals Reference Book, Tredje udgave. Materials Park, Ohio: ASM International. s. 445.