Большая Советская Энциклопедия (БЕ) - БСЭ БСЭ

  Лит.: Некоторые типы пневматолито-гидротермальных месторождений бериллия, М., 1959; Беус А. А., Геохимия бериллия и генетические типы бериллиевых месторождений, М., 1960; Москевич М. М., Минерально-сырьевые ресурсы, производство и потребление бериллия, лития, ниобия и тантала в капиталистических странах, М., 1966.

  А. И. Гинзбург.

Бериллиевые сплавы

Бери'ллиевые спла'вы, сплавы на основе бериллия (Be). Промышленное применение Б. с. началось в 50-х гг. 20 в. Получение изделий из Be путём пластической деформации затруднено, т.к. Be обладает низкой пластичностью (вследствие гексагональной структуры и наличия примесей). При пластической деформации Be скольжение происходит в первую очередь в зёрнах, благоприятно ориентированных к прилагаемому напряжению. Неблагоприятная ориентация соседних зёрен вызывает на их стыке возникновение значительных напряжений, которые приводят к зарождению трещин. Эти недостатки в структуре Be (малое количество плоскостей и направлений скольжения) устраняются в некоторых Б. с., которые образуются введением т. н. пластичной матрицы (одного из металлов Ag, Sn, Cu, Si, Al и др.). Матрица обволакивает зёрна Be и способствует релаксации напряжений на границах неориентированных зёрен и развитию пластической деформации. При малом содержании в Be пластичной матрицы деформируется в основном Be, а матрица является релаксатором напряжений. При значительном содержании пластичной матрицы (например, сплавы Be с Al) пластическая деформация осуществляется в основном за счёт пластичного металла. Б. с. с повышенным содержанием пластичной матрицы легко деформируются (прокатываются, вытягиваются, куются), но обладают меньшей прочностью по сравнению с Б. с., имеющими пониженное содержание пластичной матрицы, и с Be.

  Б. с. системы Be—Ag, содержащие 1,9—3,7% Ag, обладают повышенной пластичностью; содержащие 20—40% Ag — повышенным сопротивлением ударным нагрузкам. Добавки к Be 2,7—2,9% Sn существенно улучшают его механические свойства в выдавленном и прокатанном состоянии при комнатной температуре. При использовании в качестве пластичной матрицы Cu и Ni в количестве 3% в процессе получения заготовок наблюдается образование хрупких бериллидов (например, Be2 Cu и Ni5 Be21 ). Добавление к сплавам Be — Cu 0,25% Р, замедляющего диффузию Cu и Be, предотвращает образование бериллида и повышает пластичность. Промышленными являются сплавы системы Be—Al, содержащие от 24 до 43% Al, называемые «локэллой» и разработанные в США фирмой «Локхид»(табл. 1).

Табл. 1. — Свойства сплавов системы Be—Al в прессованном состоянии

Содержание алюминия (%) Предел текучести при растяжении (Мн/м2 ) Предел прочности при растяжении (Мн/м2 ) Модуль упругости (Гн/м2 ) Относительное удлинение (%) 24 495 600 255 3,0 31 540 570 234 2,0 33 520 560 234 4,0 36 520 525 220 1,0 43 430 475 220 1,0

Сплавы системы Be—Al обладают рядом достоинств: они легче алюминиевых и магниевых сплавов, по сравнению с Be более пластичны, менее чувствительны к поверхностным дефектам, не требуют химического травления после обработки резанием. Большой диапазон значений модуля упругости, прочности и пластичности, достигаемый в этих сплавах, значительно расширяет сферу их применения.

  Стремление получить Б. с. с большей прочностью по сравнению с Be (и Б. с. с пластичной матрицей) привело к созданию сплавов, упрочнённых дисперсной фазой. Упрочнителями являются интерметаллические соединения, карбиды, нитриды, окислы. Механические свойства (главным образом прочностные) этих Б. с. повышаются введением тонкодисперсной упрочняющей фазы. Наличие дисперсной фазы приводит к возникновению напряжений в бериллиевой матрице (в случае выделения из твёрдого раствора) или препятствует распространению скольжения (в случае образования интерметаллических соединений). Оба процесса повышают прочностные характеристики. Степень упрочнения зависит от количества и типа упрочняющей фазы, от её связи с матрицей, от размера её частиц и расстояния между ними. Промышленный Be, содержащий значительное количество окиси бериллия, является, по существу, дисперсионно-упрочнённым сплавом. Разработаны Б. с., упрочнителем в которых служат бериллиды. Лучшими прочностными свойствами обладают сплавы систем Be—Fe и Be—Со; сплавы Be—Cu и Be—Ni менее прочны, но более пластичны. При 400°С предел прочности сплава Be с 5% Со равен 430 Мн/м2 , а с 3% Fe — 410 Мн/м2 . Данные по длительной прочности сплава Be с 1% Fe приведены в табл. 2.

Табл. 2. — Длительная прочность сплавов Be с 1% Fe в горячепрессованном состоянии

Температура испытания (°С) Длительная прочность (Мн/м2 ) 10 ч 100 ч 1000 ч 540 82 69 0,6 650 62 52 0,4 730 41 30 0,2 815 24 18 0,1 900 9 7 0,05

Повышение прочностных свойств Б. с., упрочнённых дисперсной фазой, сопровождается уменьшением пластичности, что значительно усложняет технологию изготовления изделии. Изделия и полуфабрикаты из Б. с. изготовляют в основном методами порошковой металлургии , реже литьём. Высокопрочные дисперсионно-упрочнённые Б. с. получают обработкой горячепрессованных заготовок давлением в стальных оболочках при температурах 1010—1175°С. Изделия из Б. с.: прутки, трубы, конусы, листы, профили и др. Важным достижением в области создания материалов на бериллиевой основе, способных работать длительное время при 1100—1550°С и короткое время при 1700°С, является разработка интерметаллических соединений Be с другими металлами. Основное направление в применении Б. с. — конструкционные материалы для летательных аппаратов.

  Лит.: Дарвин Дж., Баддери Дж., Бериллий, пер. с англ., М., 1962; Бериллий, под ред. Д. Уайтаи Д. Бёрка, пер. с англ., М., 1960; Conference internationale sur la metallurgiedu Beryllium, Grenoble, 17—20 mai 1965, P., 1966; The metallurgy of Beryllium. Proceedings of an International Conference organized by the Institute of Metals, London, 16—18 October, 1961, L., [1963] (Monograph and Report Series, № 28); Тугоплавкие металлические материалы для космической техники, пер. с англ., М., 1966.

В. Ф. Гогуля.

Бериллизация

Бериллиза'ция, насыщение поверхности изделий из стали (иногда из др. сплавов) бериллием с целью предохранения от окисления при температурах до 1100°С. Во внешней зоне бериллизованного слоя образуются бериллиды различных металлов (железа, хрома и др.) и карбид бериллия Be2 С, увеличивающие твёрдость и сопротивляемость газовой коррозии. Б. проводят в порошкообразных смесях или в газовых средах. Например, за 4 ч при 1050°С на стали 10 образуется бериллизованный слой толщиной 0,15—0,2 мм, твёрдостью HV=14—15 Гн/м2 (1400—1500 кгс/мм2 ). Б. применяют редко, только для ответственных жаропрочных сплавов.

  А. Н. Минкевич.

Бериллий

Бери'ллий (лат. Beryllium), Be, химический элемент II группы периодической системы Менделеева, атомный номер 4, атомная масса 9,0122; лёгкий светло-серый металл. Имеет один стабильный изотоп 9 Be. Открыт в 1798 в виде окиси BeO, выделенной из минерала берилла Л. Вокленом . Металлический Б. впервые получили в 1828 Ф. Вёлер и А. Бюсси независимо друг от друга. Т. к. некоторые соли Б. сладкого вкуса, его вначале называли «глюциний» (от греч. glykys — сладкий) или «глиций». Название Glicinium (знак GI) употребляется (наряду с Б.) только во Франции. Применение Б. началось в 40-х гг. 20 в., хотя его ценные свойства как компонента сплавов были обнаружены ещё ранее, а замечательные ядерные — в начале 30-х гг. 20 в.

  Б. — редкий элемент, среднее содержание его в земной коре 6 10-4 % по массе. Б. — типичный литофильный элемент, характерный для кислых, субщелочных и щелочных магм. Известно около 40 минералов Б. Из них наибольшее практическое значение имеет берилл, перспективны и частично используются фенакит, гельвин, хризоберилл, бертрандит (см. Бериллиевые руды ).

  Физические и химические свойства. Кристаллическая решётка Б. гексагональная плотноупакованная с периодами а = 2,855  и с= 3,5840 . Б. легче алюминия, его плотность 1847,7 кг/м3 (у Al около 2700 кг/м3 ), t лл 1284°C, t kип 2450°С.