Бериллиевые сплавы

Большинство элементов, растворяясь в бериллии, искажает его кристаллическую решетку, в результате чего увеличивается его хрупкость. В связи с этим наибольшее распространение получили сплавы бериллия с практически нерастворимым в нем при комнатной температуре алюминием. Эвтектика, которая образуется в системе Al-Be при концентрации алюминия 2,5%, состоит из почти чистого алюминия с незначительным количеством бериллия и характеризуется высокой пластичностью. Чем больше содержится в сплавах бериллия, тем выше их прочность и жесткость.

Промышленное применение получили сплавы, содержащие от 5 до 80% Be, обладающие высокими прочностными свойствами и жесткостью. Так, сплав, содержащий 24% А1 (остальное Be), характеризуется следующими свойствами: σ_в = 620 МПа; σ_0,2 = 510 МПа; δ = 3 %; Е = 260 ГПа.

Легирование двойных сплавов элементами, растворимыми в бериллиевой фазе, ухудшает свойства этой фазы и сплавов в целом, а элементами, растворимыми в алюминиевой фазе, улучшает свойства сплавов. Наиболее благоприятно на свойства сплавов влияет дополнительное легирование магнием в пределах его растворимости в алюминии. Однако значительный эффект упрочнения при одновременном повышении пластичности наблюдается у сплавов с малым количеством бериллия. При содержании в сплаве более 70 % Be резко ухудшается пластичность и практически не меняется прочность. Добавка 5 % Mg к сплаву с низким содержанием бериллия (30%) увеличивает предел прочности от 200 до 450 МПа, а относительное удлинение – от 18 до 25%. Заметно повышается и модуль нормальной упругости (до 150…300 ГПа).

Сохраняют прочность до очень высокой температуры так называемые бериллиды. Они представляют собой интерметаллидные соединения бериллия с переходными металлами (Та, Nb, Zr и др.). Бериллиды имеют высокую температуру плавления (~ 2000°С), высокую твердость (500…1000 HV), жесткость (Е ≈ 300...350 ГПа) при сравнительно низкой плотности (~ 2,7...5 г/см³). Однако бериллиды очень хрупкие. Из них изготовляют порошковой технологией мелкие несложные по форме детали для гироскопов и систем управления.