赫达铍铜 赫达铍铜合金
稀土对铍铜合金性能的影响
铍铜合金中铍元素化学活性高 , 在高温熔炼 、铸造情况下合金氧化 、吸气严重, 导致铸锭成品率低, 产生气孔、 起皮 、 夹杂 、 偏析等缺陷, 国内外从事铍铜事业的工程技术人员虽进行了大量研究 , 尝试了多种途径 , 但收效不大 。稀土元素早已因其优良特性而广泛应用于冶金(主要是钢铁 、铝合金、 锌合金、 镁合金)、 石油 、化工、 玻璃 、陶瓷 、荧光材料 、农业、医药中 , 但在国内外铍铜行业未见有其相关应用报道。故笔者以此文抛砖引玉 , 以期铍铜能帮助身边越来越多的朋友！
稀土在铍铜合金中的作用一、稀土在铍铜合金中的物理化学作用1、细化晶粒 稀土元素 Ce , La , Y(除 Nd外)能明显细化晶粒, 从而改善铜的机械性能。用不同稀土元素处理后 , 合金的晶粒尺寸发生明显变化2、脱氧 稀土金属化学活性高 , 高温下极易与氧化合生成氧化物, 显著提高抗氧化性能。这是由于添加稀土以后, 氧化激活能提高了, 导致了氧化速度降低。3、脱硫 稀土与硫作用 , G <<0 , 具有很大的热稳定性。加入稀土 , 能使条状硫化物呈球状分布, 起了变性作用 , 从而使性能得到改善 。稀土硫化物熔点高, 大多在 2000 ℃左右, 这些化合物的密度低于铜, 在金属液凝固以前以固态析出。4、在稀土对硫化物合适的“组织控制” 、 “形态控制”的变性作用下 , 或适当的[ RE] [ S] 比值下, 条状硫化物呈球状分布, 可以克服条状硫化物产生的合金性能方向性, 克服焊接特别是厚板焊接热影响区的层状撕裂, 改善铍铜的热加工性能5、与氢的作用 稀土不但有相当大的贮氢能力 , 而且能形成两种氢化物(RH 2-х , RH8-х), 这样能大大降低铸锭的气孔率。6、与低熔点杂质的作用原材料工业电解铜中常含有O , S , Pb , Bi 和 As 等杂质 , O 和 S 与 Cu 生成(Cu +Cu2O)和(Cu +Cu2S)共晶体, 这两种共晶体均为脆性相, 加工时易引起“冷脆”性 , 影响加工性能;Pb 和Bi 与 Cu 生成低熔点化合物(Cu + Pb)和(Cu +Bi), 沿晶界呈网状分布 , 在热轧时引起开裂 , 即所谓的“热脆性” 。稀土金属活性高 , 高温下极易与 O 和 S 化合生成氧化物 、 硫化物及氧硫化物 ;与低熔点的 Pb 和Bi 生成高熔点的稳定化合物 , 这些化合物的密度低于铜 , 因此易上浮排除 , 起净化作用。7、 改变夹杂物的形貌 将不同稀土添加量的铜进行定量分析, 未加稀土元素前, 夹杂物多为不规则棱角形的Cu2O 和 Cu2S , 当稀土增至 0 .05 %时 , 部分夹杂物已球化;当增至 0 .32 %时 , 夹杂物全部球化 , 稀土夹杂物取代了 Cu2O 和Cu2S , 使夹杂物由固溶态变为稀土化合物析出, 从而排除或降低夹杂物的有害作用, 提高铍铜合金的成品率 、电导率。
稀土对铍铜合金工艺性能的影响1、对粘度和流动性的影响 稀土能使金属液粘度变小 , 流动性增加 , 从而使铸锭表面质量得到改善。2、 防止偏析 合金中由于铍 、 铜各组成物的比重差较大, 在液态下将会出现分层液析现象 , 造成上下区域化学成分的不均匀 , 加之搅拌不充分, 即可能形成比重偏析 , 使得铸锭铍、 镍的上下成分有一定差异。造成铸锭各部分机械性能、 物理性能及抗腐性等的不同;使加工发生困难。稀土能有效防止偏析, 效果优于镍, 可消除铍偏析 。 3、对铍铜合金性能的影响 由于稀土具有上述净化、 除杂、 改变夹杂物形态和细化晶粒等效果 , 使铍铜合金性能得到改善 :提高合金的机械性能、改善高温塑性、 消除或减轻加工时造成的困难 , 从而改善铍铜合金的导电、 导热 、 耐腐蚀、 焊接及高温抗氧化性能。
稀土加入铍铜合金中的方法及问题分析1、 稀土在铍铜合金中的应用, 以 Y 的效果最好 , 但价格高;混合稀土较单一稀土便宜, 所以常用混合稀土金属或铜与稀土中间合金。用 Cu-RE 中间合金较好, 价格不高 , 稀土收率也较高 。2、 稀土含量对夹杂物总面积的影响3、Cu-RE 中间合金加入效果分析，Cu-RE 中间合金应在出炉前加入。稀土的应用, 成功与否的关键是加入量要适宜, 存留量适当 , 对合金的各项性能有益, 过量反而有害。
稀土含量对夹杂物总面积的影响
稀土对铍铜合金工艺性能的影响