C17200鈹銅怎樣熱處理

Cu-Be合金的熱處理主要是固溶退火和時效硬化。與僅通過冷加工獲得強(qiáng)度的其他銅合金不同，變形銅鈹是通過冷加工和高達(dá)1250至1500 Mpa的熱時效硬化工藝獲得的。時效硬化通常被稱為沉淀硬化或熱處理。鈹銅合金接受這種熱處理的能力在成形和機(jī)械性能方面優(yōu)于其他合金。例如，可以在任何其他銅基合金的最高強(qiáng)度和硬度水平下，即在材料的軋制和隨后的時效狀態(tài)下，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的形狀。

下文詳細(xì)描述了高強(qiáng)度銅鈹合金C17200的時效硬化過程，以及鍛造和鑄造合金的特定熱處理，推薦的熱處理設(shè)備，表面氧化和常規(guī)固溶退火方法。

在時效硬化過程中，金屬基質(zhì)中會形成微觀的富鈹顆粒，這是擴(kuò)散控制的反應(yīng)，其強(qiáng)度會隨著時效時間和溫度而變化。推薦的標(biāo)準(zhǔn)時間和溫度可使零件在兩到三個小時內(nèi)達(dá)到峰值強(qiáng)度，而不會因?yàn)殚L時間暴露在溫度下而影響強(qiáng)度。例如，圖中的C17200合金響應(yīng)曲線顯示了低溫，標(biāo)準(zhǔn)溫度和高時效溫度如何影響合金的峰值性能以及達(dá)到峰值強(qiáng)度所需的時間。

從圖中可以看出，在550°F（290°C）的低溫下，C17200的強(qiáng)度緩慢增加，直到大約30小時后才達(dá)到峰值。在600°F（315°C）的標(biāo)準(zhǔn)溫度下3個小時，C17200的強(qiáng)度變化不大。在700°F（370°C）下，強(qiáng)度在30分鐘內(nèi)達(dá)到峰值，并幾乎立即下降。簡而言之，隨著時效溫度的升高，達(dá)到峰值強(qiáng)度所需的時間和可用的最大強(qiáng)度都會減少。

C17200銅鈹可以不同強(qiáng)度老化。老化峰是指達(dá)到最大強(qiáng)度的老化。尚未達(dá)到最大強(qiáng)度時效的合金是未時效的，而超過其最大強(qiáng)度的合金則是過時效的。老化不足的鈹提高了韌性，均勻的伸長率和疲勞強(qiáng)度，而老化過度提高了導(dǎo)電性，導(dǎo)熱性和尺寸穩(wěn)定性。鈹鈹即使長時間保存也不會在室溫下老化。

時效硬化時間的允許偏差取決于爐溫和最終性能要求。為了在標(biāo)準(zhǔn)溫度下達(dá)到最佳使用期限，通常將熔爐時間控制在±30分鐘以內(nèi)。但是，對于高溫老化，需要更精確的時序來避免求平均值。例如，必須將C17200在700°F（370°C）下的老化時間控制在±3分鐘以內(nèi)，以保持最佳性能。同樣，由于在初始階段老化響應(yīng)曲線急劇增加，因此，不足的老化也需要嚴(yán)格控制過程變量。在標(biāo)準(zhǔn)的時效硬化周期中，加熱和冷卻速率并不重要。但是，為確保零件在達(dá)到溫度之前不會開始老化，可以放置熱電偶以確定何時達(dá)到所需溫度。

時效硬化設(shè)備

循環(huán)空氣爐。循環(huán)空氣爐的溫度控制在±15°F（±10°C）。建議對銅鈹零件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)時效硬化處理。這些熔爐的設(shè)計可容納大批量和小批量的零件，是在老化的載體上鼓式?jīng)_壓零件的理想選擇。但是，由于其純凈的熱質(zhì)量，必須避免老化不足或質(zhì)量零件的老化周期太短。

鏈?zhǔn)嚼匣癄t。具有保護(hù)性氣氛作為加熱介質(zhì)的鋼絞線時效爐適合于通常在長爐中加工大量鈹銅卷，從而使材料能夠膨脹或卷曲。這樣可以更好地控制時間和溫度，避免部分均勻，并且可以控制不充分或高溫/短時效和選擇性硬化的特殊時期。

鹽浴。我們還建議使用鹽浴對鈹銅合金進(jìn)行時效硬化處理。鹽浴可提供快速，均勻的加熱，建議在任何溫度硬化范圍內(nèi)使用，特別是在短期高溫老化的情況下。

真空爐?？梢猿晒ν瓿摄~鈹零件的真空老化，但必須小心。由于真空爐的加熱僅依靠輻射，因此很難均勻地加熱大負(fù)載的零件。負(fù)載外部的零件比內(nèi)部零件承受的直接輻射更多，因此熱處理后的溫度梯度會改變性能。為了確保均勻加熱，應(yīng)限制負(fù)載，并且必須將零件與加熱線圈隔離。真空爐也可用于回填惰性氣體，例如氬氣或氮?dú)?。同樣，除非熔爐配備有循環(huán)風(fēng)扇，否則必須保護(hù)零件。