铍銅合金是一種優質(zhì)的高級彈性材料，用(yòng)來制作(zuò)各種高級彈性元件。我國(guó)從60年代就能(néng)生産(chǎn)各種牌号的铍銅，在很(hěn)大程度上滿足了國(guó)民(mín)經濟的需要。但是，目前在一些高技(jì )術領域仍使用(yòng)進口铍銅。因為(wèi)進口铍銅性能(néng)優于國(guó)産(chǎn)铍銅。本文(wén)利用(yòng)金相組織的差别，分(fēn)析QBe2和C1720合金性能(néng)不同的原因。
1.1 原材料成分(fēn)
為(wèi)了研究國(guó)産(chǎn)铍銅與進口铍銅性能(néng)差别的原因，對國(guó)産(chǎn)QBe2合金和日本進口的C1720合金進行了金相觀察，檢查顯微組織的差别。這兩種合金成分(fēn)(質(zhì)量分(fēn)類)如表1。可(kě)以看到Be的含量是一樣的，差别在Ni和Co。原材料的厚度均為(wèi)0.35mm，但C1720,QBe2合金的變形率分(fēn)别為(wèi)25%和15%。
1.2 金相組織
圖1為(wèi)原材料的金相照片。可(kě)以看到，QBe2合金的晶粒尺寸約為(wèi)C1720合金的2倍，而且晶粒大小(xiǎo)差别大。圖2是将兩種合金在790℃×15min加熱淬火後的晶粒。這時的晶粒尺寸和圖1的相差不大。圖3是經830℃×15min加熱，淬火後的晶粒。明顯地看到，QBe2合金的晶粒粗大，是C1720合金的4倍。圖4是320℃時效後的金相組織。QBe2合金有(yǒu)嚴重的晶界反應，且晶内有(yǒu)析出反應，而C1720合金則沒有(yǒu)。
合金顯微組織與材料成分(fēn)、加工(gōng)工(gōng)藝和熱處理(lǐ)制度有(yǒu)關。C1720合金晶粒細小(xiǎo)而均勻與下列因素有(yǒu)關：①加工(gōng)工(gōng)藝，由于國(guó)外加工(gōng)手段較國(guó)内優越，他(tā)們可(kě)以采用(yòng)大的道次變形量進行加工(gōng)，使得合金再結晶時獲得細小(xiǎo)而均勻的晶粒;②采用(yòng)低溫或中(zhōng)溫中(zhōng)間退火處理(lǐ)，減少晶粒的長(cháng)大;③加入Co元素，阻礙晶粒的長(cháng)大，抑制晶界反應。QBe2合金在生産(chǎn)過程中(zhōng)因設備能(néng)力有(yǒu)限，道次變形量小(xiǎo)，中(zhōng)間退火又(yòu)都采用(yòng)高溫淬火法，又(yòu)沒有(yǒu)Co的作(zuò)用(yòng)，因此，晶粒粗大且不均勻。在時效時，發生嚴重的晶界反應。加Ni的合金和加Co的合金性能(néng)有(yǒu)一定的差别(如圖4所示)。加Co合金的硬度高于加Ni的合金。
圖4 Fe、Ni、Co對Cu-Be合金在300℃時效時硬度的影響
關于铍銅合金中(zhōng)加Ni好還是加Co好，現在沒有(yǒu)統一的看法。我國(guó)铍銅牌号基本上是沿用(yòng)前蘇聯的牌号。他(tā)們認為(wèi)加Ni加Co作(zuò)用(yòng)一樣。我國(guó)當時就按照前蘇聯的合金生産(chǎn)，而西方國(guó)家生産(chǎn)的铍銅，大多(duō)是加Co，或是同時加Ni和Co,然而Ni也隻占很(hěn)小(xiǎo)的比例。如C1720合金中(zhōng)的Ni隻有(yǒu)0.O1%，而Co則為(wèi)0.22%。他(tā)們的産(chǎn)品性能(néng)較好而且穩定。現在看來，我國(guó)應該研究Co對铍銅的作(zuò)用(yòng)。
通過對比觀察C1720合金和QBe2合金的組織，可(kě)以看到，C1720合金的金相組織比QBe2合金好，晶粒較細小(xiǎo)而均勻，時效時無晶界反應。因為(wèi)C1720的組織因素，使其具(jù)有(yǒu)一穩定的較高的性能(néng)。而QBe2合金(其它铍銅合金都一樣)的晶粒粗大、大小(xiǎo)不均勻，時效時晶界擇優析出嚴重。
