Opis
Miedź berylowa, znany również jako miedź berylowa, CuBe lub brąz berylowy, to stop metalu z miedzi i 0,5% do 3% berylu, czasami z innymi pierwiastkami stopowymi, który ma niezwykłe właściwości obróbki metalu i obsługi.
Właściwości
Miedź berylowa jest stopem plastycznym, spawalnym i obrabialnym. Jest odporny na kwasy nieutleniające (takie jak kwas solny czy kwas węglowy), produkty rozkładu tworzyw sztucznych, zużycie i ścieranie. Ponadto można go poddać obróbce cieplnej w celu zwiększenia jego wytrzymałości, trwałości i przewodności elektrycznej.
Ponieważ beryl jest toksyczny, istnieją pewne problemy związane z bezpieczeństwem podczas obchodzenia się z jego stopami. W postaci stałej i jako produkt gotowy miedź berylowa nie jest szczególnie niebezpieczna dla zdrowia. Jednakże wdychanie pyłu powstającego podczas obróbki lub spawania może spowodować poważne uszkodzenie płuc. Związki berylu są znanymi substancjami rakotwórczymi dla ludzi w przypadku wdychania. Dlatego miedź berylowa jest czasami zastępowana bezpieczniejszymi stopami miedzi, takimi jak brąz Cu-Ni-Sn.
Używa
Miedź berylowa jest używana do produkcji sprężyn i innych części, które muszą zachować swój kształt podczas powtarzających się naprężeń. Ze względu na swoją przewodność elektryczną stosuje się go do styków niskoprądowych w bateriach i złączach elektrycznych. A ponieważ miedź berylowa nie wytwarza iskier, ale jest wytrzymała fizycznie i niemagnetyczna, można z niej wytwarzać narzędzia, które można stosować w środowiskach zagrożonych wybuchem lub do celów EOD. Można używać różnych typów narzędzi, takich jak śrubokręty, szczypce, klucze, dłuta zimne i młotki. Innym metalem, który jest czasami używany do narzędzi nieiskrzących, jest brąz aluminiowy. Narzędzia z miedzi berylowej są droższe, słabsze i zużywają się szybciej niż narzędzia stalowe. Jednak zalety stosowania miedzi berylowej w środowiskach niebezpiecznych przewyższają te wady.
Miedź berylowa jest również często używana do produkcji profesjonalnych instrumentów perkusyjnych, zwłaszcza tamburynów i trójkątów, które są wysoko cenione ze względu na ich czysty dźwięk i silny rezonans. W przeciwieństwie do większości innych materiałów, instrumenty wykonane z miedzi berylowej zachowują stałą wysokość i barwę w miarę rezonowania materiału. „Wyczucie” tych instrumentów jest bogate i melodyjne do tego stopnia, że wydają się nie na miejscu, gdy są używane w mroczniejszych, bardziej rytmicznych brzmieniach muzyki klasycznej.
Miedź berylowa jest również stosowana w urządzeniach kriogenicznych pracujących w bardzo niskich temperaturach, takich jak lodówki rozcieńczające, ponieważ łączy w sobie wytrzymałość mechaniczną ze stosunkowo wysoką przewodnością cieplną w tym zakresie temperatur.
Miedź berylowa jest również stosowana w pociskach przeciwpancernych, chociaż takie zastosowanie jest rzadkością, ponieważ kule wykonane ze stopów stali są znacznie tańsze, ale mają podobne właściwości.
Miedź berylowa stosowana jest także do pomiarów narzędzi wiertniczych w przemyśle kierunkowym (wiercenie pod kątem). Kilka firm produkujących te narzędzia to GE (narzędzia QDT Tensor Positive Pulse Tools) i Sondex (narzędzia Geolink Negative Pulse Tools). Ponieważ do obliczeń otrzymywanych z narzędzia wykorzystywane są magnetometry, wymagany jest stop niemagnetyczny.
Stopy
Wysokowytrzymałe stopy berylu i miedzi zawierają do 2,7% berylu (odlew) lub 1,6-2% berylu i około 0,3% kobaltu (obrobionego plastycznie). Wysoką wytrzymałość mechaniczną uzyskuje się poprzez utwardzanie wydzieleniowe lub utwardzanie wydzieleniowe. Przewodność cieplna tych stopów mieści się w przedziale pomiędzy stalą i aluminium. Stopy odlewnicze są często stosowane jako materiały na formy wtryskowe. Stopy do obróbki plastycznej są oznaczone przez UNS jako C172000 do C17400, a stopy odlewane jako C82000 do C82800. Proces hartowania wymaga szybkiego chłodzenia wyżarzonego metalu, w wyniku czego powstaje stały roztwór berylu w miedzi, który następnie utrzymuje się w temperaturze 200-460 przez co najmniej godzinę, aby ułatwić wytrącanie się metastabilnych kryształów berylu w osnowie miedzi . Unika się uśredniania, ponieważ utworzenie fazy równowagi spowodowałoby zużycie kryształów berylu i zmniejszenie wzrostu wytrzymałości. Beryl w stopach odlewanych i do obróbki plastycznej jest podobny.