C17300铍青铜热处理常见缺陷
(2019-10-17 17:56:51)
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铍青铜 |
铍青铜是一种性能非常优良的结构材料,通过合理选择固溶+时效热处理后可获得良好的强度和硬度。C17300铍铜小棒经固溶+时效热处理后的常见缺陷有过烧、脱铍、过时效、硬度不合格等状态出现,下面小编就带大家一起探讨相关问题。
1、表面脱铍
铍青铜在空气炉中热处理,零件表面会产生脱铍现象,由于脱铍,β相和γ相同时消失,α相急剧长大。铍青铜表面脱铍是由于固溶加热时,铍青铜表面的铍与氧反应,生产挥发性高的氧化铍。防止零件表面脱铍,可以采用氨分解气氛、保护气氛热处理或真空热处理。有加工余量的制件可以采取酸洗、吹砂或机械加工的方法进行清洗清理。
2、晶粒不均匀
铍青铜材料中没有对晶粒度有严格的规定,棒材标准规定,制件厚度<0.3mm时,晶粒平均尺寸为0.015~0.045mm;零件厚度为0.3~8mm时,晶粒平均尺寸为0.015~0.0550mm。晶粒过大,作为弹性元件弯曲时容易产生起皱现象,热处理时容易产生氧化问题,力学性能会下降。晶粒过小,在固溶热处理时容易产生铍的溶解不充分,时效过程γ相析出偏多,作为弹性件容易产生迟滞现象,即弹性后效问题。晶粒过小可以采取提高固溶温度,延长保温时间的方法进行。
3、过烧
(1)铍青铜固溶热处理时加热温度如果超过固相线就会产生局部过烧。铜-铍平衡图给出的固相线温度为864,864是铜-铍二元合金的固相线温度,铍青铜合金中还含有其他元素和杂质元素,如QBe1.9含有元素镍和钛,所以铍青铜合金的固相线温度会低于864,有时会低于850。
(2)铍青铜材料过烧的组织是晶界加粗,三角晶界和晶粒变圆形。由于希望固溶热处理时,β相和γ相尽可能多的溶入α相,固溶处理温度尽可能高,如果铍青铜固溶温度不严格控制,就可能出现过烧现象。如QBe1.9合金在835~840就会产生轻微的过烧,超过840就会产生严重过烧。如QBe和含铍量更高的铍青铜产生过烧的温度更低。由于过烧会严重降低材料的各种性能,轻微过烧都是不允许的缺陷,任何情况下都应避免产生过烧,当发生过烧时,零件只能报废。
4、γ相析出过多
铍青铜强化热处理工艺一般为固溶+时效,固溶加热时,β相和γ相均溶入α相,β相的溶解量取决于固溶温度和材料中β相的尺寸和形态,所以铍青铜固溶处理后的金相组织为α相+β相(未溶解的),时效处理后的金相组织为α相+β相+γ相,其中γ相量取决于时效温度和时间,主要是时效温度。
正常的时效温度是强度和硬度达到zui高时的峰值时效,γ相的析出量不多,一般在5%以下。航空工艺标准HB/Z135中要求将γ相控制12以下,铍青铜经固溶+时效后的金相组织,其中γ相的析出量达20%,说明时效温度偏高,已经达时效状态。
5、硬度不合格
硬度不合格,包括硬度偏高或硬度偏低。硬度偏低可能是因为固溶不充分(固溶温度偏低或固溶时间偏短),也可能是时效不充分。固溶不充分可以采取升高固溶温度,缩短淬火转移时间,降低冷却介。时效不充分同样可以采质温度,提高冷却速度取提高时效温度或时效时间的方法。硬度偏高可以采取过时效工艺进行补充时效,如不合格可以重新固溶和时效。
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