铍镍铜 C17510：高强度、高导电的优良合金材料

铍镍铜 C17510：高强度、高导电的优良合金材料

什么是铍镍铜？

铍铜合金具有高强度、高导电、高弹性、耐疲劳、耐磨、耐寒、无磁性、受冲击不产生火花等优良的综合性能，是国民经济建设和国防军事建设中不可缺少的重要结构材料和功能材料，主要用于熔断器、紧固件、弹簧、开关元件、电连接器、导线、电阻焊电极头、缝焊电极盘、压铸插头头、塑料模具、汽车工业等。

铍铜合金按铍含量可分为两大类，一类为高铍铜合金，也称高强度合金，铍含量为1.6wt.%～2.1wt.%；另一类为低铍铜合金，也称高导合金，铍含量通常小于0.7wt.%。实际生产过程中，低铍铜合金中铍含量一般控制在0.4wt.%左右。Ni对铍铜合金有沉淀硬化作用，镍与铍可形成NiBe和两种化合物。NiBe为有序体心立方晶格，镍/铍重量比约为6.38，有很高的显微硬度。常见的含Ni铍铜合金牌号有QB2、QB1.9等。 由于Ni对改善铍铜合金性能有重要作用，研究Ni对低铍铜合金锭组织和硬度的影响至关重要。

铍镍铜化学成分分析

采用光谱分析方法对样品的化学成分进行分析，分析结果见表2。

Ni对铸态Be-Cu合金组织变化的影响

1、随着Ni含量的增加，铸造组织晶粒尺寸逐渐减小；同时随着Ni含量的增加，晶内析出相的形貌及分布发生变化，晶内析出相逐渐由网状分布变为针状分布，晶界处出现块状析出相。从铸造铍铜合金的XRD分析结果可以看出，在含Ni的铍铜合金中，不仅存在Cu峰，还存在铍镍峰。

2、为了进一步分析铍铜合金锭中析出相的化学成分和晶体结构，选取了含有大量析出相、Ni含量为2.09wt.%的铍铜合金锭，用TEM观察了试样内部的微观组织。Ni含量为2.09wt%的铍铜合金锭的TEM明场像和衍射花样表明，针状析出相为富Ni相。从Cu-Ni二元合金相图可以看出，Cu和Ni可以无限互溶，Ni不能以单质形式存在于Cu合金中。由于Be的原子质量相对较轻，用TEM无法测量Be的含量。因此，析出相应为存在于Cu中的Be-Ni化合物。

镍对铸态铍铜合金硬度的影响

1、利用HXD-1000T显微硬度计测试了不同Ni含量的铍铜合金锭的显微硬度。对试样进行5点测量，载荷大小为50g，加载时间为15s。铸造合金硬度的变化如图4所示。可以看出，随着Ni含量的增加，铸造铍铜合金的硬度先升高后降低。当Ni含量为0时，合金的显微硬度为73HV；当Ni含量为0.98wt.%时，合金硬度达到最大值159HV；此后随着Ni含量的增加，硬度值降低，当Ni含量为2.04wt.%时，硬度值降低至111HV。

2、分析表明，低铍铜合金中Ni含量较低时，铸锭组织中晶内析出相为网状结构，随着NiBe强化相比例的逐渐增加，铸锭组织中晶内析出相逐渐由网状变为针状，导致铸锭硬度继续升高；但当Ni含量超过0.98wt％时，铸锭组织中晶界处会出现块状析出相，导致合金硬度下降。

关于铜铍镍铜性能的结论

1.低铍铜合金锭内部析出相的形貌及分布随Ni含量的不同有明显差异，当Ni含量为0时，无析出相；当Ni含量为0.42wt.%和0.98wt.%时，晶体内部析出相为连续网络状；当Ni含量为1.50wt.%和2.09wt.%时，晶体内部析出相呈针状致密分布，晶界处有粒状析出相。

2、铍铜合金的硬度随Ni含量的增加先增大后减小，当Ni含量为0.98wt.%时硬度值为159HV，达到最大值；随后随着Ni含量的增加，硬度值降低，当Ni含量为2.04wt.%时硬度值降低至111HV。

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