铍铝合金结构材料制造研究
铍在铸造铝合金中的作用
铍在铸造铝合金中的作用铝合金是一种重要的金属材料，广泛应用于汽车、航空航天、建筑等领域。
而在铝合金的铸造过程中，铍起着重要的作用。
本文将详细介绍铍在铸造铝合金中的作用。
1. 改善铝合金的铸造性能在铝合金的铸造过程中，铍可以显著改善铝合金的铸造性能。
由于铝合金在液态时具有较高的表面张力，容易产生气孔和缩孔等缺陷。
而加入适量的铍元素可以有效地降低铝合金的表面张力，减少气孔和缩孔的生成，从而提高铝合金的铸造质量。
2. 提高铝合金的力学性能铍在铝合金中的加入可以显著提高铝合金的力学性能。
铍元素可以与铝形成强化相，提高铝合金的强度和硬度。
同时，铍还可以细化铝合金的晶粒，改善铝合金的显微组织，提高铝合金的塑性和韧性。
3. 改善铝合金的耐腐蚀性能铍在铝合金中的加入可以改善铝合金的耐腐蚀性能。
铍元素可以与铝形成致密的氧化膜，有效地阻止铝合金与外界介质的接触，减少铝合金的腐蚀速度。
此外，铍还可以抑制铝合金中的间隙腐蚀和晶界腐蚀，提高铝合金的抗腐蚀能力。
4. 提高铝合金的热稳定性铍在铝合金中的加入可以提高铝合金的热稳定性。
铝合金在高温条件下容易发生析出和相变，导致材料性能的变化。
而加入适量的铍元素可以稳定铝合金的相结构，抑制析出和相变的发生，提高铝合金的热稳定性。
总结起来，铍在铸造铝合金中起着重要的作用。
它可以改善铝合金的铸造性能，提高铝合金的力学性能，改善铝合金的耐腐蚀性能，提高铝合金的热稳定性。
因此，在铝合金的铸造过程中，适量加入铍元素可以显著提高铝合金的质量和性能。
然而，需要注意的是，在实际应用中，铍的加入量应控制在适当范围内，过量的铍元素会对铝合金的性能产生负面影响。
因此，在铝合金的铸造过程中，需要根据具体材料要求和工艺条件来确定铍元素的加入量。
随着铝合金在各个领域的广泛应用，对铝合金材料性能的要求也越来越高。
铍在铝合金中的作用被越来越重视。
通过合理控制铍元素的加入量和工艺条件，可以进一步优化铝合金的性能，满足不同领域对铝合金材料的需求。
铍铝合金显微组织的评定方法
铍铝合金显微组织的评定方法铍铝合金是一种常见的轻质合金，因其具有优异的机械性能、耐腐蚀性能和热稳定性能而广泛应用于航空航天、汽车、电子、建筑等领域。
然而，铍铝合金的性能与其显微组织密切相关，因此评定铍铝合金显微组织的方法对于提高其性能至关重要。
评定铍铝合金显微组织的方法主要包括金相显微镜观察、扫描电子显微镜观察、透射电子显微镜观察等。
其中，金相显微镜观察是最常用的方法之一。
该方法主要是通过对样品进行打磨、腐蚀和染色等处理，然后在金相显微镜下观察样品的显微组织结构。
这种方法可以清晰地观察到样品的晶粒结构、相分布、孪晶等细节信息。
扫描电子显微镜观察是另一种常用的评定方法。
该方法主要是通过扫描电子显微镜观察样品表面的形貌和微观结构。
这种方法可以清晰地观察到样品表面的形貌、晶界、孪晶等细节信息。
透射电子显微镜观察是一种高分辨率的评定方法。
该方法主要是通过透射电子显微镜观察样品的晶体结构和晶界结构。
这种方法可以清晰地观察到样品的晶格结构、晶界结构、位错等信息。
除了上述方法外，还有一些其他的评定方法。
例如，X射线衍射、热分析、电子背散射衍射等方法也可以用于评定铍铝合金的显微组织。
无论采用哪种评定方法，都需要注意样品的制备和观察条件的控制。
样品的制备应尽量避免产生损伤和变形，观察条件的控制应尽量避免产生误差和干扰。
此外，在评定过程中还需要对样品进行充分的分析和比较，以确定样品的显微组织特征和性能差异。
总之，评定铍铝合金显微组织的方法是一项非常重要的工作，它不仅可以帮助我们更好地理解铍铝合金的性能和特点，还可以为铍铝合金的优化设计和应用提供重要的参考。
因此，我们需要不断地深入研究和探索评定方法，以不断提高其准确性和可靠性。
铝铍中间合金
铝铍中间合金
铝铍中间合金是一种重要的金属合金，它由铝和铍两种金属元素组成，具有很高的强度和耐腐蚀性能。
这种合金在航空航天、汽车制造、电子工业等领域都有广泛的应用。
铝铍中间合金的制备方法有多种，其中最常用的是熔融法。
这种方法将铝和铍按一定比例混合后，加热至熔点，然后冷却成型。
这种方法制备的铝铍中间合金具有均匀的组织结构和良好的力学性能。
铝铍中间合金的主要特点是强度高、硬度大、耐腐蚀性好、导电性能优良等。
这些特点使得铝铍中间合金在航空航天领域得到广泛应用。
例如，它可以用于制造飞机的机身、发动机、螺旋桨等部件，以及卫星、导弹等航天器的结构件。
此外，铝铍中间合金还可以用于制造汽车发动机、变速器、制动系统等部件，以及电子器件、光学仪器等领域。
铝铍中间合金的应用前景非常广阔。
随着科技的不断进步，人们对金属材料的要求也越来越高，铝铍中间合金作为一种高性能金属材料，将会在更多的领域得到应用。
同时，随着制造技术的不断提高，铝铍中间合金的制备成本也将逐渐降低，使得它更加具有竞争力。
铝铍中间合金是一种非常重要的金属合金，它具有很高的强度和耐腐蚀性能，广泛应用于航空航天、汽车制造、电子工业等领域。
随着科技的不断进步，铝铍中间合金的应用前景将会更加广阔。
为微型卫星元件设计的可成形铍铝合金
２０ 年 第 ６ ０７ 期
功率大 、贮能高 的塑料 电池
美 国布 朗大学的工程师们开发出一种塑料制成 的电池， 它比普通碱性 电池功率大 ， 比双 层 电容器可有更大的容量。 这种杂化器件综合了电容器的功率和电池的贮存容量 ， 而且体薄、 质轻还具有柔性 。 研究人员对一种称作聚吡咯的化合物进行实验， 发现它可导 电。 他们取一种镀金的塑料 薄 膜 带 ，在 其端 部覆 以聚吡 咯及 可改变 其 导 电性 能的物 质 ；而后 又取 另一个 镀金 塑料 带 ，在 其端部涂上另一种可改变其导电性能的物质。 最后将两种塑料带粘到一起 ， 中间夹入纸质薄 膜 防止二 者短路 。 这样就形成一种类似电容器的杂化器件。这种 电池可充电，像普通 电池一样贮存 电能， 而且可在长时间内供电。 它的贮存容量是双层 电容器的两倍 ， 而供电能力则可达普通碱性 电 池 的 １０ 。 ０倍 （ 英惠 摘译 ） 杨
为微型卫星元件 设计 的可成形铍铝合金
美 国空军实验室协 同飞机元件制造商和材料供应商共同开发出一组空军及宇航局用的 高强度 、重量轻的元件 。充分发挥每种组分的最佳特性基础上，Ｂ ． 合金综合了镀 的高弹 ｅ 性模量和低密度以及铝的优 良 加工特性和低成本等优点， 已有 ４ Ｂ － 元件安装于空军发 种 ｅ 射的重 ２ ０ 的极轨实验卫星 ＸＳ ．１ ２磅 Ｓ １ 上，还有一种元件装于宇航局发射的微型卫星上。
甄 ＼ 棒 Fra bibliotek、， Ｖ ／ 、 ＼ ＾
用 ＳＣ制成 的涡轮机 导流 叶片 ｉ
美 国宇航局开发 出一种 由碳化硅纤维增强碳化硅基质复合材料制成的涡轮机 导流叶片 （ ｉ／ｉ 复合材料 ） Ｓ Ｓ Ｃ Ｃ 。宇航局开发 出一种特有的 ＳＣ 纤维结构 ，目的是制成与现有金属件 ｉ 翼型相同的导流叶片 。叶片 由氮化硼涂覆 的碳化硅编织件制成 ，用于加强 ＳＣ 织物的基质 ｉ 是化学气相渗入的、粉浆浇注 Ｓ 经渗硅工艺制成 。 ｉ Ｃ Ｓ ／ｉ ｉＳ Ｃ Ｃ叶片比镍基超合金叶片的使用温度高出 ２ ０ ２￣ Ｃ。高 的工作温度使 Ｓ ／ｉ ｉ ＳＣ叶片无 Ｃ 需像金属叶片那样的强制冷却，从而提高了发动机效率，而且减少 了排放。 Ｓ ｉ Ｃ纤维织物可对 叶片后沿进行三维强化，从而使这个高应力区拥有足够的机械强度 。 （ 杨英惠 摘译 ）
高纯铍的制备工艺分析
高纯铍的制备工艺分析摘要：铍是一种轻稀有金属，性能非常特殊的材料，它的某些性能特别是核性能和物理性能是其他任何金属都不能替代的，在军事工业，原子能工业上有非常重要的作用。
铍的化学性质活泼，不呈单质存在，而且铍矿分散，开采和冶炼的难度大，因此对铍材料的提纯工艺也越来越受到人们的高度重视。
2011年3月美国Materion公司发布了UHP-9999品级的铍材，该品级铍材的纯度达99.99%。
这是迄今为为止工业化生产出的最纯的金属铍材。
本篇文章主要根据已有的一些铍基二元合金元素各组分的物理性质（沸点、饱和蒸气压等）不同，通过联合工艺的方法达到分离提纯的目的，现已可制备出纯度为99.999%的铍，改变5N超纯铍全部依赖进口的局面，打通红外探测器等制备过程中的键材料瓶颈，实现我国高端红外探测器用关键高纯原材料（高纯铍）的国产化自主保障，进一步提高制冷型红外探测器的国产化水平。
关键词：铍；铍合金；真空感应熔炼；单晶提纯；1 引言铍是一种灰白色的碱土金属，硬度比同族金属高，是两性金属，主要用于制备合金。
铍合金是指以铍为基的合金和含铍的合金。
主要有铍铜合金、铍铝合金、铍镍合金和铍钛复合材料。
铍金属位于元素周期表中锂与硼之间，根据对角线原则，它的化学性质与铝相似，属于活性元素，一般不呈单质存在。
目前，全球铍的总蕴藏量为26000多亿吨，但是铍矿很分散，开采和冶炼难度大[1]；因其特殊的物理化学性质，特别是铍合金在原子能工业和航天领域有着广泛的用途。
在原子能工业中，由于铍金属结构的致密性，广泛用作中子减速剂。
在航天器中，由于铍合金的密度轻（比铝、镁、铜等都轻），热容量大，比强度高等特性，广泛用作结构件、支架等部件，是其它任何金属都无法代替的。
铍的生产和消费历来都受到发达国家政治、军事、经济等因素的制约，目前，美国仍是铍及其合金消费的主要国家之一，并在20世纪80年代中期出现了消费高峰期[2]。
我国铍铝合金研制起步晚，虽已掌握铍铝合金的制造技术，但产品种类、质量生产还与轨迹上有较大差距，新型铍铝合金的组织控制与低成本研发工艺是未来研究的重点方向。
铍铝合金室温拉伸及原位疲劳失效分析
Ｔｅｎｓｉｌｅ ｔｅｓｔ ａｎｄ ＳＥＭ ｉｎ ｓｉｔｕ ｆａｔｉｇｕｅ ｆａｉｌｕｒｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｂｅｒｙｌｌｉｕｍ ·ａｌｕｍ ｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ ａｔ ｒｏｏｍ ｔｅｍ ｐｅｒａｔｕｒｅ
Ｗ ａｎｇ Ｚｈａｎｈｏｎｇ ）， Ｗ ａｎｇ Ｌｉ ，Ｗ ｕ Ｙａｎｑｉｎｇ ，Ｑｕ Ｘｕａｎｈｕｉ¨
１）（北 京 科 技 大 学 材 料 科 学 与 工程 学 院 ，北 京 １０００８３） ２）（西北 稀 有 金 属 材 料 研 究 院 ，宁 夏 石 嘴 山 ７５３０００） ３）（清 华 大 学 工 程 力 学 系 ，北 京 １０００８４）
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
摘 要 ： 通 过 室 温 拉 伸 试 验 和 ｓＥＭ 原 位 疲 劳 测 试 ，研 究 了金 属 型复 合 材 料 铍 铝 合 金 的 拉 伸 性 能 及 拉 伸 和 原 位 疲 劳 的 断裂 机 制 。 结 果 表 明 ，合 金 在 室 温 下 具 有 较 好 的 拉 伸 性 能 ，且 对 应 变 速 率 有 明 显 的 敏 感 性 。 拉 伸 断 裂 是 由脆 性 铍 相 的 解 理 断 裂 和 韧 性 铝 相 的延 性 断 裂 构 成 的 混 合 型 断 裂 。在 拉 一拉 疲 劳 载 荷 下 ，疲 劳 裂 纹 萌 生 于铍 相 颗粒 ，断 裂 模 式 仍 由铍 相 的解 理 断 裂 和 铝 相 的韧 性 断 裂 组 成 。 关 键 词 ：铍 铝 合 金 ；金 属 复 合 材 料 ；原 位 疲 劳试 验 ；断 裂 ；解 理
分 （质 量分 数 ）为 ６２％Ｂｅ ３８％Ａ１的 洛 克合 金 。斯 达麦 特 公 司 开 发 了 Ｂｅｒｙｌｃａｓｔ族 铍 铝 合 金 ，布 拉 什 · 威 尔曼 开发 了 Ａ１ＢｅＭｅｔ系列 合 金 ，在 航 天 和航 空 领 域 用 于替 代铝 合金 或树 脂基 复合 材料 制 作承 载低应 力 的结 构 件 ，在 民用 方 面也 已应 用 于硬盘 驱动 器 、一 级方程 式 汽 车 刹 车 合 叶 片 和 焊 接 机 上 ＿２—６ Ｊ。铍 铝
铍铝合金的制备工艺与应用进展
铍铝合金的制备工艺与应用进展摘要：铍铝合金具有质量轻、比强度高、比刚度高、热稳定性好、高韧性、抗腐蚀等许多优点，是一种重要的结构材料，被广泛应用于航空航天、计算机、汽车等工业。
铍和铝金属之间没有任何金属间化合物生成，且相互固溶的能力极低，实质上是纯铍和纯铝的金属基复合材料。
铍铝合金制备方法多采用精密铸造技术、粉末冶金和粉末冷等静压+压力加工方法制造，前者具有生产成本低的优点，后两者力学性能优于前者，但成本较高。
本文综述了铍铝合金的特点，铍铝合金的铸造、粉末冶金、挤压/轧制/锻造产品性能和应用领域。
评述了铍铝合金铸造过程中不同添加元素的作用，介绍了铍铝合金的焊接方法和性能。
最后，分析了我国在铍铝合金研究方面存在的问题和对策，展望了我国铍铝合金的发展前景。
关键词：铍铝合金;熔模铸造;粉末冶金引言铍铝合金作为一种年轻的轻合金，具有质量轻(典型洛克合金密度为2.1g/cm3)、比强度高、比刚度高、热稳定性好、高韧性、高模量、抗腐蚀性好等特点，结合了铍的低密度与铝的易加工性和高韧性等许多优良特性，应用广泛，是一种重要的新型轻质高强结构材料。
美国的铍铝合金主要有精密铸造、粉末冶金、挤压成形三种成形工艺，国内前两种工艺研究较多，挤压成形工艺则开展较少。
由于挤压成形能够大幅度提高合金的力学性能，本文综合评述了高铍铍铝合金的特性、制备工艺方法和应用，对我国铍铝合金研究发展存在的问题进行了分析，并对发展前景进行了展望。
1铍铝合金的特点1.1铍铝合金的发展铍铝合金作为一种优质的材料其自1962年在美国被研发出来后经过多年的发展其系统技术也在不断的完善，铍铝合金在发展的过程中最早应用于发达国家，之后在其相关技术不断推进的影响下一些新兴工业国家也开始在航天中应用此种铍铝合金。
我国行业发展较快，但是在航天铍铝模板的应用中起步较晚，近些年来才将此系统引入到航天工与军工中。
1.2铍铝合金的性质铍的特性是密度低、弹性模量高，然而，作为一种航空材料铍也具有一些缺点。
高铍含量铝合金项目简介
高铍含量铝合金项目简介
据有关专家介绍，含铍60%-70%的铍铝合金是一种重要的新型结构材料，在航空航天工业、计算机制造业、汽车工业及高精度高速度电焊机器制造业中有着广泛应用。
但目前国内只能生产铍含量小于4%的低铍合金材料，主要作为镁合金和铝合金熔炼时所需的一种添加剂使用,其作用为改善镁和铝的清洁、流动性、耐腐蚀性和保护镁和铝的氧化及燃烧，减少元素的氧化损失。
西北稀有金属材料研究院是国内唯一进行铍材研究和生产基地，拥有国内唯一的铍及铍合金生产线。
通过与美国库力索法半导体公司合作，共同开展精密铸造用钢模和陶瓷模壳的设计、铍铝合金精密铸造工艺、产品性能优化和精密加工工艺研究，最终开发出集成电路焊机用柔性连接铍铝合金件产品（铍含量达60%-70%），填补了我国在高铍含量铍铝合金开发领域的空白，拓展铍材料的应用范围和市场。
多年来，三门峡市高度重视铝工业发展，在培育支柱产业、拉长产业链条、扶持重点企业、开发重点项目等方面，给与很多支持。
同时，省委、省政府提出了将河南建成全国最具较强竞争力的铝工业基地，并将三门峡列入重要的地方铝工业基地，这都为三门峡今后铝工业快速发展提供了强有力的政策保障。
三门峡工业园紧邻310国道、209国道、陇海铁路、连霍高速，地处河南、陕西、山西三省交界，是我
国中西部地区的结合地带，地理位置特殊，交通便利，是占领中原市场，挺进西部市场的理想位置。
本项目在三门峡工业园建设，不仅可充分利用园区得天独厚的区位优势和铝产业优势，而且有利于实现铝资源利用最大化，拉长铝加工产业生产链条，提高产品附加值。
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化学成分 ( w t ,% ) Be Si Fe Al 62 . 16 0. 050 0. 189 余量 62 . 16 0. 031 0. 195 余量 63 . 13 0. 039 0. 205 余量
力学性能 ( M Pa) 拉伸强度 屈服强度 延伸率 115 . 5 131 . 3 113 . 2 未屈服断 93 . 3 未屈服断
* 基金项目 : 国防科技委员会年度资助项目。
[ 1]
王战宏 , 等 :
铍铝合金结构 材料制造研究
17
核纯级铍珠并提纯 , 铝和镍分别采用高纯铝 ( 纯度 大于 99 . 99 % )和电解镍片。 对试验合金取样加工成金相试样和室温拉伸试 样 , 金相试样经过机械研磨和抛光后 , 采用 MM 6 偏 光金相显微镜观察其显微组织。用 Instron 4505 材 料试验机测量记录拉伸试样的室温拉伸强度 , 加载 速率控制为 0 . 2 mm /m in 。 ( 2) 试验结果及讨论。图 1 为铍铝二元合金金 相示意图。平衡状态下 , 铍原子在铝相中的溶解度 非常低 ( 2 . 4 % at m)
[ 6]
( 收稿日期 : 2006- 09- 21) 作者简介 : 王 战宏 ( 1968 - ), 男 , 硕 士研 究生 , 高 级 工程 师 , 主要研究领域为有色金属材料的研究和发展及应用 。
的困难, 并造成矿山建设分期的不合理性。因此 , 云 驾岭铁矿的建设方案采用两井筒到底 , 分两次疏干 的分期建设方案, 即从现 有风井向下掘至 - 120 m 水平 , 再由风井向主井掘 - 87 m 疏干中段平巷, 然 后向上反掘和主井贯通。
[ 6]
, 为了使高温下较高的溶解度
图 2 B e- A l合金铸态组 织
保持到室温 , 浇注时尽量采用较快的冷却速度。表 2 列出了试样的化学成分和力学性能 , 表 2 中的数 据表现出强度较低而延伸率较高的现象。
强度、 屈服强度均增幅很大。由表 3 可知, 加 N i元 素后 ( 约 4 % w t), 与表 2 中的拉伸强度和屈服强度 相比几乎成倍数增加, 延伸率也有所增加, 性能完全 达到俄罗斯供应中国的铍铝合金铸件力学性能指标 (
ISSN 1671- 2900 CN 43- 1347 /TD
采矿技术 第 6 卷 第 4 期 M in ing T echno logy , Vo. l 6, N o . 4
2006 年 12 月 D ec . 2006
铍铝合金结构材料制造研究
王战宏 , 王
1 , 2
*
莉 , 买学锋 , 赵玉林
北京 宁夏 石嘴山市
样品 04- 10 - 1 样品 04- 10 - 1 04- 10 - 2 04- 1拉伸强度 屈服强度 弹性模量 356. 2 372. 0 333. 6 277 . 1 288 . 2 267 . 5 219800 194100 186300
铍铝合金经挤压后力学性能整体提升很多 , 性 能水平接近美国 A lB e M et162挤压锭的水平 , 超过等 静压坯料水平, 接近美国 Be- A l合金挤压工艺水平 ( 见表 1)。值得注意的是 , 本试验的铸态合金和挤 压后坯料的力学性能与美国相应工艺制备出的合金 的相应性能仍有一定的差距。 (上接第 11页 )
, 已成为一种
铍铝合金分为铝基铍合金和铍基铝合金。含铍 量低于 5% 的铝基铍合金一般用于添加材料, 典型 的运用于结构材料的铍基合金为洛克合金 ( 含铍量 为 62 % 左 右 ) 。铍 在 铝 中的 固 溶 度 非 常 低 ( 2 % atm )
[ 6]
极限拉伸强度 M Pa 262 380 380
2 国内铸态铍铝合金的研究
国内铍铝合金的研究集中在西北稀有金属材料 研究院, 主要开展合金精密铸造工艺研究、 合金冷热 等静压工艺研究和挤压工艺研究。 2 . 1 铍铝精密铸造 ( 1) 试验。利用自行设计并委托制造的 50 kg 半连续三室真空熔炼浇注设备和一些辅助装备, 通 过压型设计制造、 蜡模和陶瓷模壳制造及真空熔炼 制造得到样品。制备合金的铍原料为湖南水口山产
表 1 A lB e M et162 的物理特性和 20 时的力学特性
物理特性 工艺 热等静压锭 工艺 热等静压锭 轧制材 挤压锭 弹性模量 密 度 ( GPa) ( g/ cm 3 ) 200 2 . 1 热导率 ( w /mK - 1 ) 210 力学特性 屈服强度 M Pa 193 275 310 热膨胀系数 ( 10- 6 mK - 1 ) 13. 9 延伸率 % 2 7 5
1 国外 ( 美国 ) 铍铝合金主要性能
铍铝合金中 Be 和 A l的混合比例可以改变其物 理特性如模量和密度等 , 其力学特性也主要取决于 合金中铍 含量 及研制 工艺。美国 最常 见的 A lB e M et162( 洛克合金 ) 含有 62 % 的 Be , 其某些物理特 性和 20 时的力学特性见表 1 。 近几年, 美国布拉什 威尔曼公司的等静压工
3
图 3 合金扫描金相
图 4 镍成分相的分布状态
18
采
矿
技
术
2006 , 6( 4)
( 3) 精密铸造铍铝合金产品。通过熔模失蜡铸 造法得到精密铸造的合金产品。国外这种 Be- A l 精密铸件得到大量使用 , 国内通过努力已基本达到 技术要求。 3 . 2 铸态铍铝合金挤压 ( 1) 试验。将真空熔铸锭在 400 预热 2 h 后 快速移至挤压机 上进行温挤 , 挤压速 度为 15 ~ 25 mm / s, 挤压比大于 8 。金相试样经过机械研磨和抛 光后, 采用 MM 6 金相显微镜观察其显微组织。 ( 2) 试验结果及讨论。不同的挤压速度和挤压 比对样品的挤压表面和是否出现挤断现象等的影响 是不同的。表 4 例出了铸造 Be - A l锭的化学成分 和挤压后的力学性能。
图 2 中 , Be- A l合金金相组织由黑白两相区组 成 , 黑色区域为金属铍 , 并有微量的 Si 、 M g 元素等 , 未发现 A l元素 , 说明 A l元素不能作为溶质进入 B e 中 ; 白色区域的化学成分为 A l 。 另外, 还有少量的 N、 O、 Si 、 Mg 、 Ca 等元素。由于铍原子序数很低, 白 色区域中未能探测到 B e , 但从图 1 中分析可知 , B e 元素和 A l元素几乎互不共溶。因此, 结构其实是脆 性铍相和韧性铝相相结合的金属基复合材料。 为提高合金力学性能 , 将镍金属加入铍铝合金 中。镍元素的加入, 使得试样的密度略有增加 , 约为 2 . 144 g / cm , 洛氏硬度 HRA 为 24~ 30 , 试样的抗拉
表 4 Be- A l锭的化学成分和挤压后的纵向 力学性能
化学成分 ( w t % ) Be 62. 06 Al 余量 Fe 0. 12 Si Ni Mg 0. 071 0 . 0078 0 . 049 延伸率 7 .2 9 .2 7 .2
4 结
论
( 1) 简述了美国铍铝合金的主要力学性能, 认 为铍铝合金是航空航天领域非常有影响和有前途的 结构材料。 ( 2) 研究了铍铝精密铸造合金的力学性能以及 加入 N i元素的影响, 从而认为, 用于强化铍相的 N i 合金元素对铍铝合金整体力学性能有很大的提高。 ( 3) 精密铸造铍铝合金热挤压变形加工后, 晶 粒细化变长, 力学性能进一步提高。
b
0. 2
, 金相组织中铍和铝独立成相。因此 , 铝相、
铝与铍的截面特性以及铝相中含铍量的多少及状态 都极大地影响合金的性能。前苏联在精密铸造铍铝 合金中加入了微量元素来强化合金, 美国通过粉末 冶金工艺和变形加工来细化晶粒、 改变组织状态, 大 幅度提高力学性能等 综合性能。国 内通过纯化原 料 , 对精密铸造、 粉末冶金、 变形加工以及热处理等 工艺进行了研究 , 有些研究指标接近或达到前苏联 或美国相应工艺制造的铍铝合金的力学性能指标。
参考文献 :
[ 1] 刘孝宁 , 马世光 . 铍铝合金的研究与应用 [ J] . 稀有金属 , 2003, 27( 1) : 62. [ 2] [ 3] 高技术新材料要 览编辑 委员会 . 高技 术新 材料 要览 [ M ] . 北 京 : 中国科学技术出版社 , 1993. W illam S. A pp licat ion of alum inum - beryll iu m composite for structu ral aerospace com ponen t [ J] . Engineering Fa ilure A n alysis , 2004 , 11( 6 ): 895 . [ 4] Parsonage T. Beryll iu m m etal m atrix com pos ites for aerospace and comm ercial app licat ions [ J] . M aterials S cience and Techn ology, 2000 , ( 16 ): 733 . [ 5] 张鸿金 . 加强铍 材研 究 贡 献航 天 事业 [ J] . 有 色 金属 工 业 , 2003 , ( 12 ): 30 . 长崎诚三 , 平林真 . 二元合金状态图集 [ M ] . 刘安生 . 北 京: 冶 金工业出版社 , 2004 .
S、 i Ag、 Co 等, 使合金的力学性能有了很大提高 , 报 道的拉伸强度达到 430 M Pa 以上 , 接近纯铍的室温 拉伸强度。粉末冶金制备的铍铝合金制品主要应用 于航空和航天等敏感领域。 除了 A lB e M et1 62(洛克合金 ) 外, 布拉什 威尔 曼还开发了 A lB eCastR IC910 合金及其它合金。
0 . 16 < 0 . 01 < 0. 01 < 0. 01 余量 力学性能 ( M Pa) 屈服强度 158. 9 164. 6 160. 5 延伸率 ( % ) 11. 2 8. 8 10. 8