C17200铍铜怎样热处理

Cu-Be合金的热处理主要是固溶退火和时效硬化。与仅通过冷加工获得强度的其他铜合金不同，变形铜铍是通过冷加工和高达1250至1500 Mpa的热时效硬化工艺获得的。时效硬化通常被称为沉淀硬化或热处理。铍铜合金接受这种热处理的能力在成形和机械性能方面优于其他合金。例如，可以在任何其他铜基合金的最高强度和硬度水平下，即在材料的轧制和随后的时效状态下，实现复杂的形状。

下文详细描述了高强度铜铍合金C17200的时效硬化过程，以及锻造和铸造合金的特定热处理，推荐的热处理设备，表面氧化和常规固溶退火方法。

在时效硬化过程中，金属基质中会形成微观的富铍颗粒，这是扩散控制的反应，其强度会随着时效时间和温度而变化。推荐的标准时间和温度可使零件在两到三个小时内达到峰值强度，而不会因为长时间暴露在温度下而影响强度。例如，图中的C17200合金响应曲线显示了低温，标准温度和高时效温度如何影响合金的峰值性能以及达到峰值强度所需的时间。

从图中可以看出，在550°F（290°C）的低温下，C17200的强度缓慢增加，直到大约30小时后才达到峰值。在600°F（315°C）的标准温度下3个小时，C17200的强度变化不大。在700°F（370°C）下，强度在30分钟内达到峰值，并几乎立即下降。简而言之，随着时效温度的升高，达到峰值强度所需的时间和可用的最大强度都会减少。

C17200铜铍可以不同强度老化。老化峰是指达到最大强度的老化。尚未达到最大强度时效的合金是未时效的，而超过其最大强度的合金则是过时效的。老化不足的铍提高了韧性，均匀的伸长率和疲劳强度，而老化过度提高了导电性，导热性和尺寸稳定性。铍铍即使长时间保存也不会在室温下老化。

时效硬化时间的允许偏差取决于炉温和最终性能要求。为了在标准温度下达到最佳使用期限，通常将熔炉时间控制在±30分钟以内。但是，对于高温老化，需要更精确的时序来避免求平均值。例如，必须将C17200在700°F（370°C）下的老化时间控制在±3分钟以内，以保持最佳性能。同样，由于在初始阶段老化响应曲线急剧增加，因此，不足的老化也需要严格控制过程变量。在标准的时效硬化周期中，加热和冷却速率并不重要。但是，为确保零件在达到温度之前不会开始老化，可以放置热电偶以确定何时达到所需温度。

时效硬化设备

循环空气炉。循环空气炉的温度控制在±15°F（±10°C）。建议对铜铍零件进行标准时效硬化处理。这些熔炉的设计可容纳大批量和小批量的零件，是在老化的载体上鼓式冲压零件的理想选择。但是，由于其纯净的热质量，必须避免老化不足或质量零件的老化周期太短。

链式老化炉。具有保护性气氛作为加热介质的钢绞线时效炉适合于通常在长炉中加工大量铍铜卷，从而使材料能够膨胀或卷曲。这样可以更好地控制时间和温度，避免部分均匀，并且可以控制不充分或高温/短时效和选择性硬化的特殊时期。

盐浴。我们还建议使用盐浴对铍铜合金进行时效硬化处理。盐浴可提供快速，均匀的加热，建议在任何温度硬化范围内使用，特别是在短期高温老化的情况下。

真空炉。可以成功完成铜铍零件的真空老化，但必须小心。由于真空炉的加热仅依靠辐射，因此很难均匀地加热大负载的零件。负载外部的零件比内部零件承受的直接辐射更多，因此热处理后的温度梯度会改变性能。为了确保均匀加热，应限制负载，并且必须将零件与加热线圈隔离。真空炉也可用于回填惰性气体，例如氩气或氮气。同样，除非熔炉配备有循环风扇，否则必须保护零件。