Бериллий и сплавы на его основе, Свойства бериллия, Бериллиевые сплавы - Сплавы цветных металлов

Свойства бериллия

Бериллий - металл серого цвета, обладающий полиморфизмом.

Помимо очень высоких удельных прочности и жесткости, бериллий имеет большую теплоемкость, обладает хорошими теплопроводностью и электропроводимостью, демпфирующей способностью и другими ценными свойствами.

Бериллий относится к числу редких металлов. Его добывают из минерала берилла, представляющего собой двойной силикат бериллия и алюминия. Содержание в земной коре бериллия небольшое - 0,0005%. Малая распространенность в природе, сложная и дорогая технология извлечения из руд, получение из него полуфабрикатов и изделий определяют высокую стоимость бериллия. Помимо высокой стоимости, малой пластичности, низкой технологичности и анизотропии свойств к недостаткам следует отнести токсичность бериллия. В связи с этим обработку бериллия на металлорежущих станках проводят в специальных помещениях и в специальных пылезащитных костюмах и масках. При работе с бериллием необходимо тщательно выполнять правила техники безопасности.

По удельным прочности и жесткости бериллий превосходит высокопрочные стали и все сплавы на основе легких металлов Mg, Al и Ti, а по удельной жесткости и металлы, обладающие более высоким модулем упругости (W и Mo). К тому же высокий модуль упругости бериллия мало изменяется при увеличении температуры до 4500 С. Вот почему бериллий является одним из лучших материалов для деталей конструкций, где особо важны собственная масса конструкции, жесткость ее силовых элементов. Расчеты показали, что самолет, изготовленный на 80% из бериллия, будет в 2 раза легче, чем из алюминия. При этом на 40% увеличится дальность полета и значительно повышается грузоподъемность самолета.

Бериллий применяют в консолях крыльев, элеронах, тягах управления и других деталях сверхзвуковых самолетов, в ракетной технике из него изготовляют панели обшивки, промежуточные отсеки, соединительные элементы, приборные стойки.

Бериллий обладает большой скрытой теплотой плавления и очень высокой скрытой теплотой испарения. По удельной теплоемкости он в 2,5 раза превосходит алюминий, в 4 раза - титан и в 8 раз - сталь, по электропроводимости и теплопроводности стоит за алюминием, уступая ему в теплопроводности только ~ 12%. Все эти свойства способствуют успешному применению бериллия в качестве теплозащитного материала в ракетной и особенно космической технике (головные части ракет, передние кромки крыльев сверхзвуковых самолетов, оболочки кабин космонавтов).

Применение бериллия как конструкционного материала в атомной технике вызвано его способностью слабо поглощать.

Бериллиевые сплавы

Основные трудности при создании бериллиевых сплавов вытекают из его недостатков: большой хрупкости и высокой стоимости. Главная сложность при легировании бериллия обусловлена малым размером атома бериллия. Большинство элементов, растворяясь в бериллии, искажают его кристаллическую решетку, в результате чего увеличивается его хрупкость. В связи с этим наибольшее распространение получили сплавы бериллия с практически нерастворимым в нем при 200 С алюминием.

Бериллиды - представляют собой соединения бериллия с переходными металлами (Ta, Nb, Zr и другие). Бериллиды имеют высокую температуру плавления ( ~ 20000 С), высокую твердость, жесткость при сравнительно низкой плотности. Однако они очень хрупкие. Из них изготовляют мелкие несложные по форме детали для гироскопов и систем управления.

Похожие статьи




Бериллий и сплавы на его основе, Свойства бериллия, Бериллиевые сплавы - Сплавы цветных металлов

Предыдущая | Следующая