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表带触指材料国产铍铜与进口铍铜组织的差别

时间: 2021-05-10 | 来源: www.tsccxk.net | 关注:

  铍铜合金是一种优质的高级弹性材料,用来制作各种高级弹性元件。我国从60年代就能生产各种牌号的铍铜,在很大程度上满足了国民经济的需要。但是,目前在一些高技术领域仍使用进口铍铜。因为进口铍铜性能优于国产铍铜。本文利用金相组织的差别,分析QBe2和C1720合金性能不同的原因。

  1、国产铍铜与进口坡铜的金相组织

  1.1 原材料成分

  为了研究国产铍铜与进口铍铜性能差别的原因,对国产QBe2合金和日本进口的C1720合金进行了金相观察,检查显微组织的差别。这两种合金成分(质量分类)如表1。可以看到Be的含量是一样的,差别在Ni和Co。原材料的厚度均为0.35mm,但C1720,QBe2合金的变形率分别为25%和15%。

  1.2 金相组织

  图1为原材料的金相照片。可以看到,QBe2合金的晶粒尺寸约为C1720合金的2倍,而且晶粒大小差别大。图2是将两种合金在790℃×15min加热淬火后的晶粒。这时的晶粒尺寸和图1的相差不大。图3是经830℃×15min加热,淬火后的晶粒。明显地看到,QBe2合金的晶粒粗大,是C1720合金的4倍。图4是320℃时效后的金相组织。QBe2合金有严重的晶界反应,且晶内有析出反应,而C1720合金则没有。

表带触指材料国产铍铜与进口铍铜组织的差别

  2、分析讨论

  合金显微组织与材料成分、加工工艺和热处理制度有关。C1720合金晶粒细小而均匀与下列因素有关:①加工工艺,由于国外加工手段较国内优越,他们可以采用大的道次变形量进行加工,使得合金再结晶时获得细小而均匀的晶粒;②采用低温或中温中间退火处理,减少晶粒的长大;③加入Co元素,阻碍晶粒的长大,抑制晶界反应。QBe2合金在生产过程中因设备能力有限,道次变形量小,中间退火又都采用高温淬火法,又没有Co的作用,因此,晶粒粗大且不均匀。在时效时,发生严重的晶界反应。加Ni的合金和加Co的合金性能有一定的差别(如图4所示)。加Co合金的硬度高于加Ni的合金。

表带触指材料国产铍铜与进口铍铜组织的差别

  图4 Fe、Ni、Co对Cu-Be合金在300℃时效时硬度的影响

  关于铍铜合金中加Ni好还是加Co好,现在没有统一的看法。我国铍铜牌号基本上是沿用前苏联的牌号。他们认为加Ni加Co作用一样。我国当时就按照前苏联的合金生产,而西方国家生产的铍铜,大多是加Co,或是同时加Ni和Co,然而Ni也只占很小的比例。如C1720合金中的Ni只有0.O1%,而Co则为0.22%。他们的产品性能较好而且稳定。现在看来,我国应该研究Co对铍铜的作用。

  3、结束语

  通过对比观察C1720合金和QBe2合金的组织,可以看到,C1720合金的金相组织比QBe2合金好,晶粒较细小而均匀,时效时无晶界反应。因为C1720的组织因素,使其具有一稳定的较高的性能。而QBe2合金(其它铍铜合金都一样)的晶粒粗大、大小不均匀,时效时晶界择优析出严重。