惯性器件用铍材微屈服强度的研究

介绍了惯性器件用铍材微屈服强度（ＭＹＳ）的研究概况、测试方法,讨论了晶粒尺寸、杂质（主要是ＢｅＯ）、热处理与微合金化等对铍材ＭＹＳ的影响。结果表明,采用粒径细小低氧化铍的冲击研磨粉末和等静压固结工艺是获得高ＭＹＳ铍材的重要途径。     

铍材生产线的研究改造

铍材生产线的研究改造宁夏有色金属研究所对原铍材生产线进行了研究、改造，建立了能提供惯导器件所要求的高强度、高延伸率被材的生产线。新的铍材生产线有以下特点：１）改革原有的制粉工艺，采用了气流冲击研磨制粉法。按新法制出的铍粉具有含氧量低、纯度高、粒度细且...     

国外高强度、高延性铍材

铍材的机械强度和延伸率是衡量其性能好坏的两个重要参数.然而,强度和延性呈现相互制约的关系,随着铍材机械强度的提高,延性下降,当极限强度达到600—700MPa时,其延伸率几乎趋于零.因此,如何提高铍材的综合性能,一直是铍材研究工作者努力的方向.我国于80年代初开始研究高性能铍材,目前,HIP-50级铍材(极限拉伸强度σ_b≥520MPa,屈服强度σ_(0.2)≥420MPa,延伸率δ≥2.5—3.0%)作为国家“七·五”重点科研项目正处于攻关过程中.     

铍粉的等静压技术

最近,利用等静压技术直接从铍粉生产出了近净形构件。由于等静压技术能节约材料,并且能尽量减少精整构件生产中所需的机加工量,这样能使铍构件的成本降低50%。同时,改善了材料的性能,提高了生产力,拓宽了铍构件的应用范围,使高性能的铍材现存市场扩大,并开辟了     

机械加工对粉末冶金铍材表面残余应力的影响

铍具有低密度、弹性模量高的特性,常用于航天结构件。粉末冶金铍材在机械加工时,表面会产生残余应力,对铍结构件的尺寸稳定性和使用寿命造成直接影响。因此,使用X-ray衍射仪测量铍材表面残余应力,测量了粗车、精车、时效工艺下残余应力沿表面的分布情况;进一步研究了不同机加工艺对铍材表面残余应力影响。结果表明,机械加工时,粉末冶金铍材残余应力均表现为压应力;残余应力与加工线速度负相关,与进刀量正相关,时效处理可有效降低铍材表面残余应力,还能有效提高残余应力的均匀性。     

固溶处理对铍材力学性能的影响

利用稳定低氧的气流冲击研磨铍粉，研究了固溶处理对冷、热等静压铍材和真空热压铍材力学性能的影响。结果表明，无论是热压铍材还是等静压铍材，其固溶态力学性能均比压制态低；固溶时析出的Be2SiO4导致BeO的聚集，同时，由于原料中铁含量较低，不能形成有效的固溶强化，是固溶态势压铍材力学性能降低的主要原因。     

铍材的显微组织对其纳米压痕行为的影响

本文对具有不同显微组织的热等静压(HIP)金属铍材进行金相观察、扫描电子显微镜分析及纳米压痕测试。通过测量不同加载速率的纳米压痕载荷-位移(P-h)曲线,研究金属铍材的蠕变特征。结果表明,金属铍材的蠕变行为有明显的加载速率相关性,且随加载速率的增加蠕变量增大。另外,通过对测得的载荷-位移曲线进一步拟合分析发现,铍材的显微组织特征,包括气孔和氧化铍含量,对金属铍的纳米压痕行为有一定的影响,主要是由于铍材中的气孔和Be O颗粒可改变样品的位错与颗粒之间的相互作用力,因而改变了铍材的纳米压痕行为。     

高性能铍青铜丝材

航空发动机转速表游丝和0.5级以上精密电表张丝用铍青铜丝材过去采用国产铍青铜制作,其抗张强度、弹性后效、脆性等主要技术性能指标不能满足使用要求,长期依靠进口解决。1978年以来,上海有色金属压延厂、上海有色合金线材厂、上海铜厂等单位经过多年共同努力,完成了高性能铍青铜丝材研制工作。     

铍中铁铝杂质对铍材性能的影响

综述了铍中不同存在形式的铁、铝杂质对铍材性能的影响。指出,通过合适的时效热处理,使铍中的铁、铝结合生成ＡｌＦｅＢｅ４化合物,可改善铍材性能。分析并阐明了适宜的Ｆｅ／Ａｌ比为生成ＡｌＦｅＢｅ４化合物的必要条件,并了通过选取铍珠或控制粉末酸处理浓度,制备符剑此Ｆｅ／Ａｌ比要求的铍材原料的方法。     

不同应变速率下铍材的拉伸性能及变形行为

利用万能试验机在室温下对等静压铍材进行了不同应变速率拉伸试验,并采用扫描电镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)技术分析了铍材的断口和塑性变形行为。结果表明,随应变速率增加,铍材的强度增加,但延性降低,同时铍材应力强度因子也有所降低。另外,铍材在拉伸过程中,塑性变形的主要机制是滑移,孪晶受等静压铍材力学性能各项同性的影响并未发挥出明显的效果,对铍材的塑性未表现出较大的贡献。     

组织缺陷对金属铍室温断裂行为的影响规律研究

利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和电子探针(EPMA)对比分析综合机械性能良好和零延伸率的金属铍材室温拉伸断口形貌和微观组织,研究金属铍室温断裂行为,并着重分析微观组织缺陷对金属铍室温断裂行为的影响规律。结果表明:金属铍室温拉伸断口形貌表现为准解理的断裂特征。解理裂纹形核后,裂纹扩展不受阻挡,表现为完全的脆性,因此铍材有限的延伸率主要来自于微裂纹形核阶段。铍材内部存在的杂质相汇聚区、片状晶体疏松和孔洞等组织缺陷,相当于在铍材内部预制一定尺寸的微裂纹,一旦微裂纹尖端形成,这类缺陷就会成为解理裂纹晶核,使铍本身的屈服过程不能发生,是降低铍材延伸率的主要原因;致密的大颗粒杂质相与基体失配、或在局部区域出现的粗晶粒与周围细晶粒不匹配,均易在铍材内部造成应力集中,也是降低铍材延伸率的原因。另外,当杂质相在晶界形成连续薄膜状晶界组织,导致铍材晶界结合强度降低,引起晶界断裂,造成铍材延伸率降低。     

EBSD分析粉冶铍材标定率的影响因素和解决办法

铍材具有特殊的物理性能,主要应用在核、航空航天领域。EBSD(电子背散射衍射)作为新型的分析技术,在铍材的生产过程中,应用越来越广泛。稀有金属材料国家重点实验室在EBSD分析铍材的实际应用中,发现对铍的标定率低成为限制铍材EBSD分析的一个难点。本文通过优化制样参数,有效降低铍样表面的残余应力;通过调整EBSD增益参数,减少背底和噪声信号的影响;通过调整解析器设置参数,提高对被干扰的信息的识别,将铍材EBSD标定率平均提高了27%。     

等静压铍材尺寸稳定性研究

通过测试等静压铍材的微屈服强度、热膨胀系数及冷热循环尺寸变化,研究其在抵抗负载及温度变化过程中的尺寸稳定性.结果表明:等静压铍材的微屈服强度较高,平均值127.4 MPa,比美国公布的同等铍材高出53.5％.等静压铍材有较低的热膨胀系数,25?100 ℃温度区间纵向平均线膨胀系数为12.02×10-6/℃,横向平均线膨...     

切削用量对铍材加工表面变质层的影响及铍材切削变形方式

通过单因素实验研究不同切削用量对铍材切削表面损伤层、加工硬化层的影响，并结合切屑、表面组织结构变化分析铍材切削过程的变形方式。结果表明：在一定范围内，铍材切削表面损伤层、硬化层厚度受切削速度影响较小，呈现随切削进给量、深度的增加而增大的趋势。铍材切削过程未发生剧烈的塑性变形，大量剪切滑移产生的加工硬化在局部达到材料破裂强度，进而使其发生脆性断裂，产生挤裂型切屑；铍材切削表面的孪晶数量很少，受后刀面挤压产生的位错运动是其主要的塑性变形方式。     

铍中铁铝杂质对铍材性能的影响

综述了铍中不同存在形式的铁铝杂质对铍材性能的影响,指出通过合适的时效热处理使铁、铝结合生成AlFeBe4物可改善铍材性能,探明了适宜的铁／铝比是生成AlFeBe4化合物的必要条件,并通过选取铍珠或控制粉末酸处理浓度,能制备出符合此铁／铝比要求的原料。     

铍材温轧过程中显微组织和织构演变规律的研究

采用电子背散射衍射技术(EBSD)对热压烧结铍锭在温轧过程中的显微组织和织构演变规律进行了研究。结果表明,温轧过程中的主要变形机制为滑移;随着轧制变形量的增加,晶粒逐渐拉长细化;在压下量为37.9%时,轧制铍板中的基面织构达到最大值,此后继续增加压下量,铍材内织构、晶粒尺寸及显微硬度均不再发生明显变化;铍材轧制中或轧制后都需要进行退火,退火工艺对铍板的基面织构有一定的弱化作用,可改善板材的内部组织结构,提高轧制性能。     

铍材经不同温度挤压后组织性能的研究及挤压工艺建议

研究挤压温度对铍材组织性能的影响及挤压过程的织构演变。结果表明,铍锭经高温挤压后,晶粒细化,抗拉强度、屈服强度及断后伸长率均有不同程度的提高。随着挤压温度的升高,铍晶粒尺寸增大,形成的〈1010〉丝织构增强,二者同时影响铍棒的力学性能。为分析挤压铍棒的力学性能、晶体结构及织构之间的关系,沿挤压方向倾斜一定角度取样进行力学测试。结果显示试样抗拉强度、屈服强度显著下降,但断后伸长率大幅度提高,表明可通过等通道挤压控制织构方向来提高铍材塑性。     

等静压金属铍材热常数测试

介绍了用激光热导仪对等静压铍材的热导率，比热进行测试的方法及测试结果。得出结论：等静压铍材比热Cp在（20-600℃）区间内随温度t升高而呈直线增加；等静压铍材的热导率λ在（20-600℃）区间内随温度t升高而减小，300℃以前减小速度较大，300℃以后减小速度变缓。     

近年来国内外铍工业概况

美国的布拉士威尔曼铍公司是西方世界唯一而完整的铍厂,经营从矿石处理到加工成各种铍材直至向市场销售的业务。苏联也有完整的铍生产体系,但详细情况未见文献报导。此外美国的卡博特公司、日本碍子公司均外购氧化铍,进一步冶炼成铍铜合金,并加工成材。水口山矿务局六厂是中国一个完整的铍冶炼厂、然而不具备铍材加工能力。美国的布拉士威尔曼和卡博特两家铍公司,     

等静压铍材高周疲劳寿命研究

采用拉-拉加载方式对等静压铍材进行高周疲劳试验,根据试验数据绘制了S-N曲线,获得其疲劳极限,并运用扫描电镜观察疲劳断口形貌。结果表明,等静压铍材在指定疲劳寿命10~7次下的疲劳极限为385 MPa;疲劳裂纹萌生于铍材试样边缘处,裂纹穿过晶界与相邻晶粒内的微裂纹连接合并长大;铍材试样发生瞬时解理断裂,形成主要由疲劳源和放射区构成的断口形貌;疲劳源尺寸随最大循环应力的减小而增大。