2.2. Химические свойства и госТы

Быстрое развитие промышленности потребовало совершенствования сплавов системы Cu-Be. В результате в дополнение к наиболее применимому сплаву Cu-Bе2 в настоящее время появилось целое семейство бериллиевых бронз, имеющих особенности, связанные с различными отраслями применения.

В Советском Союзе бериллиевые бронзы выпускались и выпускаются в настоящее время в соответствии с ГОСТ 18175-78 и рядом специальных технических условий (ТУ). Для удовлетворения потребителей в сплавах менялось содержание бериллия: сплавы БрБ 2,5; БрБНТ 1,7; для измельчения размера зерна и повышения упругих свойств (неизвестно насколько оправданно) кроме бериллия и никеля в сплавы вводим титан и магний: сплавы БрБНТ 1,9; БрБНТ 1,9Мг. С развитием самолетостроения появился сплав бериллиевой бронзы с повышенной электропроводностью (для изготовления роликовых и точечных электродов контактной сварки) БрНБТ. Этот сплав также по известной причине содержит титан, хотя этот элемент незначительно повышая эксплуатационные свойства, существенно ухудшает технологичность изготовления полуфабрикатов.

В Европе и Америке бериллиевые бронзы изготавливаются в соответствии со стандартами EN 1652.1998 и ASTM В 194. К сплавам с высокими механическими свойствами относится С 17200 (Cu-Be2) и С 17000 с содержанием бериллия 1,9 и 1,7% соответственно. Второй сплав несколько дешевле и может заменить первый, если требования по прочности и формируемости не так высоки. Имеется сплав С 17300 содержащий около 0,4% свинца для улучшения обработки резанием (ломкая стружка) и выпускаемый только в виде прессованных полуфабрикатов.

Развитие автомобильной промышленности потребовало создания сплавов с почти в 2 раза более высокой электропроводностью. К этой группе относятся квазибинарные системы Cu-Co(Ni)-Be с содержанием бериллия 0,15-0,7%. Это сплавы: С 17500, который кроме бериллия (около 0,3%) содержит кобальт в количестве 2,4-2,7%, и С 17510 который вместо кобальта в примерно тех же концентрациях содержит никель и потому более дешевый. И, наконец, совсем малолегированный сплав С 17410, содержащий 0,15-0,5% Ве и 0,35-0,6%Со.

Бериллиевые бронзы относятся к классу так называемых дисперсионно упрочняемых сплавов, характерной особенностью которых является зависимость растворимости легирующих компонентов от температуры. При закалке из однофазной области в твердом растворе фиксируется избыточное количество атомов легирующего компонента по сравнению с равновесным состоянием для данной системы. Образовавшийся пересыщенный твердый раствор термодинамически неустойчив и стремится к распаду, процесс активизируется с повышением температуры. Эффект упрочнения определяется дисперсностью выделений образовавшихся при распаде.

В промышленных сплавах системы Cu-Be, как и для большинства систем с эффектом дисперсионного упрочнения, концентрационная область располагается возле границы максимальной растворимости в твердом растворе. Наиболее применяемым сплавом системы Cu-Be является сплав БрБ2 (CuBe2, alloy 25, C 17200 по зарубежным спецификациям) содержащий около 2 % бериллия обладающий в закаленном состоянии хорошей пластичностью и технологичностью и повышенными механическими свойствами в термообработанном состоянии. Химический состав сплавов приведён в табл.2.

Таблица 2

Расчет шихты бериллиевой бронзы по основным компонентам

Марка бронзы	Химический состав, %
	Бериллий	Никель	Титан	Медь
БрБ2	2,0	0,4	-	Ост.
БрБНТ1,9	2,05	0,3	0,17	Ост.

Для бронзы марок БрБ2 и БрБНТ1,9 применяют шихту:

- свежие металлы - 100 %;

- свежие металлы от 50 % до 75 % и от 25 % до 50 % отходов в виде шихтовых плит (переплав тонких отходов прокатного производства и стружки).

Для уменьшения критической скорости закалки и подавления процессов собирательной рекристаллизации при нагреве сплав дополнительно легируется Co или Ni.

Дополнительного повышения уровня механических свойств можно добиться пластической деформацией перед старением (НТМО). Предел текучести увеличивается на 20-30% по сравнению закалкой со старением.

Из всего описанного выше следует практическое применение подобного материала. Полуфабрикат из бериллиевой бронзы в закаленном или закаленном и деформированном состоянии методами штамповки можно превратить в изделие самой сложной формы: пружинный контакт, разъем, мембрану, - и, проведя старение, резко повысить прочность и пружинные свойства этого изделия; сохранив его форму. Контакт готов к использованию.