QBe2合金大規(guī)格扁錠鈹含量及硬度均勻性分析

QBe2合金大規(guī)格扁錠鈹含量及硬度均勻性分析〔〕:

摘要：利用正常消費工藝消費的鑄錠，通過截取其中一片斷，檢測其化學成分，并利用minitab軟件繪制3D曲面圖，得知目前工藝消費的QBe2合金大規(guī)格扁錠鈹含量比擬均勻，滿足要求。同時對樣品進展硬度檢測，得出硬度分布均勻，無異常。為后續(xù)的消費提供的可靠的理論根據(jù)。

關(guān)鍵詞：QBe2合金；大規(guī)格；含量；硬度；均勻性

鈹青銅具有優(yōu)異的機械性能、物理性能及化學穩(wěn)定性，是一種重要的彈性材料，廣泛用來制造繼電器中的彈性零件及其它重要零件【1】。鈹青銅是適用于熱處理的合金。在固溶狀態(tài)下，它具有良好的塑性，再經(jīng)時效后可獲得高的強度、硬度、彈性模數(shù)、彈性極限、疲勞極限及蠕變抗力，同時還具有滿意的導電性、導熱性及抗蝕性【2】。

在鈹青銅消費過程中，因鈹極容易偏析，因此造成化學成分不均，從而引起后續(xù)消費過程中的力學性能不均等一系列問題【3】。因此，需要在熔鑄時除了保證化學成分滿足要求外，還要保證化學成分均勻，不出現(xiàn)偏析【5】。本文對目前公司現(xiàn)行工藝下消費的QBe2合金大規(guī)格扁錠的均勻性進展分析，為后續(xù)消費打下根底。

1實驗材料及方法

試驗所用材料為標準陰極銅；牌號為CuBe-1的鈹銅母合金；牌號為Ni9996的電解鎳，及其他必要的中間合金、返回料等。

試驗采用3．5t無芯工頻感應(yīng)爐熔煉、立式液壓半連續(xù)鑄造機鑄造。

在消費過程中按照銅+鎳+舊料先熔化，然后再添加鈹銅母合金熔化的順序進展。

在熔鑄過程中選用鱗片石墨進展覆蓋，全部熔化后經(jīng)靜置、扒渣、成分調(diào)整等過程后，開始澆鑄，直至完成消費。

有制樣要求的檢測過程，嚴格按照檢測要求取樣、制樣。

2分析與討論

選取上述消費工藝消費的鑄錠，確保爐前分析的化學成分滿足GB/T5321中對于QBe2合金的要求。然后在該鑄錠長度方向上沿鑄錠的截面隨機切取一片，并將這一片均勻地等分成40個小樣，如圖1所示。

2.1鑄錠化學成分分析

對制好的40個樣品，分別取樣，利用ICP-900型光譜儀檢測其鈹含量，如表1所示【4】。

從表1可以看出：其鈹含量波動不大，均值為1.92%，最大值為1.94%，最小值為1.90%，極差為0.04%，由此可知每一個樣品之間的化學成分波動不大，在可承受的范圍內(nèi)。對于檢測結(jié)果，利用minitab軟件繪制3D曲面圖，如圖2所示，可知：在鑄錠截面上，無論是哪一塊區(qū)域，其鈹含量波動不大，均在可承受的范圍內(nèi)。

從圖2可以看出：鈹含量在橫截面上的波動是隨機的，沒有任何規(guī)律，考慮到檢測的系統(tǒng)誤差，可以得出：化學成分在橫截面上的分布是均勻的，沒有出現(xiàn)偏析等鑄造問題。

2.2鑄錠固溶后硬度分析

對所取的樣經(jīng)過790℃x2h固溶處理后進展硬度檢測，其結(jié)果如表2所示：。

由表2可知：QBe2合金扁錠的樣本在固溶后的HV硬度均值為119.3，最大值為124.3，最小值為115.0，極差為9.3，除去檢測誤差，可以確定，硬度分布比擬均勻，且滿足YS/T323標準中對于軟態(tài)物料的硬度要求。

2.3鑄錠時效后硬度分析

對固溶后的樣品時行330℃*3h的時效處理后，檢測其力學性能，其結(jié)果如表3所示。

從表3可以看出：經(jīng)330℃*3h的時效處理后，其硬度值〔HRC〕均值為37.6，最大值為38.6，最小值為36.3，極差為2.3。除去檢測誤差，可以確定，硬度分布比擬均勻，且滿足時效態(tài)物料的硬度要求。

3結(jié)論

〔1〕公司目前熔鑄工藝下消費的QBe2合金大規(guī)格扁錠，其鈹含量在鑄錠中的分布相比照較均勻，根本上沒有偏析，滿足后續(xù)消費需求。

〔2〕在目前工藝下消費的QBe2合金大規(guī)格扁錠，無論是固溶熱處理，還是時效熱處理后的硬度值均滿足要求，且不存在性能不均的現(xiàn)象。

〔3〕由此可知：公司目前的熔鑄工藝相對合理，消費的QBe2合金大規(guī)格扁錠在鈹含量和硬度相比照較均勻，很好的滿足了后續(xù)的消費加工需求。

參考文獻

【1】吳文博,焦曉亮,馬豪杰,等.退火工藝對鈹青銅組織性能的影響[J].熱加工工藝,2022,41(12):149-150.

【2】陳樂平,周全.鈹銅合金的研究進展及應(yīng)用[J].熱加工工藝,2022,38(22):14-18.

【3】吳文博,閆永,曹虎成,等.光伏用高抗拉強度、低屈服強度銅帶消費工藝研究[J].熱加工工藝.2022(04)：133-135.

【4】鄭子樵．材料科學根底[M].長沙:中南大學出版社,2022.

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