Métal: alliages de cuivre et de béryllium

Les alliages béryllium-cuivre sont connus pour leur combinaison unique de résistance, de dureté et de résistance à la corrosion.

Une caractéristique importante de cet alliage est que le béryllium-cuivre peut être ramolli ou durci à volonté par deux procédés simples de traitement thermique.

Dans une préparation entièrement traitée thermiquement, les alliages béryllium-cuivre sont les plus durs et les plus résistants de tous les alliages riches en cuivre (jusqu'à 1400 MPa), dans la mesure où ils sont similaires à de nombreux aciers alliés de haute qualité.

Bien entendu, son avantage par rapport à l'acier est une plus grande résistance à la corrosion, une conductivité thermique et électrique plus élevée et ses qualités anti-étincelles. Il est également non-magnétique et peut être formé à partir de bandes ou de fils à l'état souple, et plus tard durci par un traitement thermique.

En général, les alliages contenant de 1,7 à 1,9% de béryllium et durcis par précipitation pendant deux heures dans une plage de température de 315 C à 350 C fournir des propriétés idéales pour la plupart des fins commerciales. Pour des nuances plus tendres, des températures plus élevées peuvent être utilisées.

Une limite élastique élevée, associée à un faible module d'élasticité et à une résistance à la fatigue, est appréciée dans des applications techniques spécifiques. L'alliage est également ductile, soudable et usinable.

Le cuivre au béryllium est le plus souvent utilisé pour la production de petits ressorts, de diaphragmes sensibles à la pression, de soufflets souples, de tubes de Bourdon et de composants d'instruments de mesure pour applications électriques et barométriques.

Les pièces coulées et forgées de l'alliage sont utilisées dans des domaines exigeant une haute résistance combinée à une bonne conductivité électrique et thermique. Des exemples comprennent des électrodes pour des appareils de soudage par résistance et des matrices pour le moulage de matières plastiques.

Les applications du béryllium-cuivre peuvent être classées en quatre groupes selon leurs qualités uniques:

• Ressorts, diaphragmes et instruments sensibles à la pression (élasticité et résistance)
• Matrices pour l'emboutissage et le forgeage des métaux et des moulures plastiques (haute résistance et dureté)
• Électrodes de soudage par résistance (résistance, résistance à la corrosion et conductivité)
• Outils anti-étincelles (anti-étincelles, résistance et dureté)

La plupart des alliages contiennent environ 2% de béryllium , cela peut aller de 1,5 à 3,00% selon l'application. Les utilisations sensibles à la pression, y compris les ressorts, utilisent généralement une quantité inférieure de béryllium, qui est elle-même fragile. Alors que les matrices, qui nécessitent une plus grande dureté, contiennent une quantité de béryllium à l'extrémité supérieure de ce spectre.

Le cobalt et le nickel sont également régulièrement inclus dans ces alliages, en très faibles quantités, pour améliorer la réponse au traitement thermique.

Les alliages à faible teneur en béryllium contiennent beaucoup moins de béryllium (moins de 1%) et une plus grande quantité de cobalt (2 à 3%).Bien que ces alliages aient une résistance et une dureté plus faibles, ils ont une conductivité beaucoup plus élevée. De nouveaux alliages propriétaires ont également été développés avec des compositions se situant entre les alliages de cuivre au béryllium ordinaire et faible.

Toutes les qualités commerciales de cuivre au béryllium sont des alliages de durcissement par précipitation .

C'est-à-dire qu'ils peuvent être adoucis par trempe et durcis par chauffage à une température modérée.

Dans les environnements d'eau normale et d'eau salée, la résistance à la corrosion du cuivre au béryllium est très semblable à celle du cuivre pur. Alors que les applications pour le métal (par exemple dans les ressorts et les applications sensibles à la pression) sont le plus souvent en concurrence avec l'acier, ceci fournit un avantage comparatif significatif.

Bien que le béryllium-cuivre soit attaqué par le soufre et les composés de l'élément, il peut être exposé en toute sécurité à la plupart des liquides organiques, y compris les produits pétroliers, les huiles raffinées et les solvants industriels.

Comme le cuivre, les alliages béryllium-cuivre forment à leur surface une couche d'oxyde protectrice qui résiste à l'oxydation et à la détérioration.

Sources

Béryllium Cuivre. Copper Development Association. CDA Publication No.

54, 1962
URL: www. copperinfo. co. Royaume-Uni
Bauccio, Michael (Ed.). Manuel de référence sur les métaux ASM, troisième édition . Materials Park, Ohio: ASM International. p. 445.