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1、------------------------------------------------------------------------------------------------铍铝合金结构材料制造研究ISSN1671-2900采矿技术??第6卷??第4期2006年12月??????????????????????????????????????????????????????CN43-1347/TDMiningTechnology,Vo.l6,No.4Dec.2006王战宏,王??莉,买学锋,赵玉林1,222*2(1.北京科技大学材料科学与
2、工程学院,??北京??10083;2.西北稀有金属材料研究院,??宁夏石嘴山市??753000)摘??要:铍是一种剧毒元素,铍铝合金复合材料的研究、制造和加工必须在严格的防护条件下进行。简要介绍了国外铍铝合金的性能以及我国铸造铍铝合金的研究进展。探讨了合金元素镍对铸造铍铝合金性能的作用,介绍了变形加工对精密铸造铍铝合金力学性能的影响,认为添加微合金元素和变形加工能较大幅度地提高合金的力学性能。关键词:铍铝合金;航空航天;精密铸造;冷热等静压铍铝合金(高铍合金)具有质量轻、比强度高、比刚度高、热稳定性好、高韧性、抗腐蚀、结合了铍的低密度与铝的易加工性等许多优
3、——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------良特性,在航空、航天工业、计算机制造业、汽车工业及高精、高速度电焊机器制造工业中得到了大量应用[1~5]越来越重要的新型材料。[1]艺制造的铍铝合金由于添加了不同的合金元素,如表1??AlBeMet162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
4、??度(GPa)(g/cm3)2002.1热导率(w/mK-1)210热膨胀系数(10-6mK-1)13.9延伸率%275,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
5、非常低(2%atm)[6]力学特性极限拉伸强度??b屈服强度??0.2MPaMPa262193380380275310,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。S、iAg、Co等,使合金的力学性能有了很大提高,
6、报道的拉伸强度达到430MPa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AlBeMet162(洛克合金)外,布拉什??威尔曼还开发了AlBeCastRIC910合金及其它合金。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,——————————————————————————————————————--------------------------------------------------------------------------------------------
7、----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50kg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1??国外(美国)铍铝合金主要性能铍铝合金中Be和Al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AlBe-Met162(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
8、静压工:[1]17核纯级铍珠并提纯,铝和镍分别采用高纯铝(纯度大于
