Бериллий и его сплавы

Новый конструкционный металл — бериллий при малой плотности (1,84 г/см3) обладает исключительно большим модулем упругости (30 000 кгс/мм2), что обусловливает применение его в конструкциях, к которым предъявляются требования высокой жесткости и легкости. Бериллий имеет достаточно высокую температуру плавления (1283° С) и хорошую коррозионную стойкость во многих средах. Окисная пленка на бериллии также плотна, как и на алюминии, и в отличие от магния надежно защищает металл от окисления. Бериллий обладает достаточно высокой прочностью при нормальной (ав = 40н-60 кгс/мм2) и повышенной температурах.

Бериллий преимущественно производят металлокерамическим способом; он содержит в большом количестве кислород в виде окиси бериллия (1—3%), а также другие примеси. Эти примеси, хотя и повышают прочность металла, но существенно снижают его пластичность, вызывая в сварных швах образование холодных трещин. Для обеспечения удовлетворительной свариваемости в техническом бериллии ограничивается содержание вредных примесей до следующих количеств (в % по массе): ВеО до 0,3%; Fe до 0,04%; А1 до 0,02%; Si до 0,02%.

Увеличение содержания окиси бериллия ухудшает формирование и повышает пористость швов. Однако и при наличии сравнительно небольшого количества примесей вследствие особенностей кристаллического строения (гексагональная решетка) бериллий малопластичен, поскольку в его деформации участвует мало плоскостей скольжения. В этом отношении бериллий уступает не только алюминию, но и магнию.

Для соединения деталей из бериллия находит применение аргонодуговая сварка вольфрамовым электродом и электроннолучевая сварка. Предпочтительны соединения с отбортовкой кромок. При сварке стыковых соединений требуется введение в ванну присадочной проволоки.

Сварку неплавящимся электродом в инертных газах — аргоне, гелии и их смесях производят преимущественно в камерах с контролируемой атмосферой вольфрамовым электродом на переменном токе. Техника и сварочная аппаратура те же, что и при сварке алюминия.

В процессе сварки заметно вырастает зерно в околошовной зоне, прочность сварного соединения составляет 0,5—0,6 прочности основного металла.

Техника электроннолучевой сварки также близка к технике сварки алюминиевых сплавов. Однако высокое давление паров бериллия создает определенные трудности в обеспечении устойчивого сварочного процесса.