铍青铜的热处理

铍青铜（QBe2.0）热处理，一般分为固溶退火和时效硬化，时效又分为软时效（固溶退火+时效，即AT）和硬时效（硬态+时效，即HT），软时效工艺为325±10℃×3hr，硬时效为325±10℃×2hr；时效炉有保护性气氛较好，5%氢的氮保护可促进传热和减少时效后氧化皮的清洗；时效后材料密度会增加，尺寸减少约0.2%的线收缩；时效可以使用夹具防止热处理变形扭曲，盐浴炉可对短时高温时效减少扭曲并缩短周期；时效后某些变形产生的残余应力可以采用150～200℃×2hr加以处理，不会造成硬度损失。

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铍青铜热处理简介
铍青铜是一种用途极广的沉淀硬化型合金。经固溶及时效处理后，强度可达1250-1500MPa。其热处理特点是：固溶处理后具有良好的塑性，可进行冷加工变形。但再进行时效处理后，却具有极好的弹性极限，同时硬度、强度也得到提高。   
    （1） 铍青铜的固溶处理   
    一般固溶处理的加热温度在780±10℃之间，对用作弹性元件的材料，采用760-780℃，主要是防止晶粒粗大影响强度。固溶处理炉温均匀度应严格控制在±5℃。固溶热处理工艺见表1。
表1   固溶热处理工艺规范
牌号    零件类别    加热温度
/℃    保温时间
/min    冷却介质
QBe2
QBe1.9
QBe1.7    一般    780±10    t    水（≤35℃）
    特殊    780±5        水（≤25℃）
         
保温时间一般可按下式进行计算：
t=A×B＋D
     其中，t－为保温时间，min；
           A－保温时间系数，min/mm；
           B－有效厚度，mm；
           D－保温时间常数，min；
     一般弹性零件：       A＝（1～2）min/mm，D＝8min；
     特殊弹性零件：       A＝（1.5～2）min/mm，D＝10min；
     装炉是在炉温到设定值时开始装炉，保温时间是从装炉后仪表显示温度到设定值时开始计时，如果装炉量大的话可以适当延长保温时间。此外，还要注意尽量缩短转移时间（即淬水时从出炉到入水的时间），否则会影响时效后的力学性能（即硬度）。薄形材料不得超过3秒,一般零件不超过5秒。淬火介质一般采用流动的清洁水（无加热的要求），当然形状复杂的零件为了避免变形也可采用油。
     铍青铜在空气或氧化性气氛中进行固溶加热处理时，表面会形成氧化膜。虽然对时效强化后的力学性能影响不大，但会影响其冷加工时工模具的使用寿命。为避免氧化应在真空炉或氨分解、惰性气体、还原性气氛（如氢气、一氧化碳等）中加热，从而获得光亮的热处理效果。
    （2） 铍青铜的时效处理   
      铍青铜的时效温度与Be的含量有关，含Be小于2.1%的合金均宜进行时效处理。对于Be大于1.7%的合金，最佳时效温度为300～330℃，保温时间1～3小时（根据零件形状及厚度）。Be低于0.5%的高导电性电极合金，由于溶点升高，最佳时效温度为450～480℃，保温时间1～3小时。近年来还发展出了双级和多级时效，即先在高温短时时效，而后在低温下长时间保温时效，这样做的优点是性能提高但变形量减小。为了提高铍青铜时效后的尺寸精度，可采用夹具夹持进行时效，有时还可采用两段分开级时效处理。   
铍青铜的时效热处理，一般分为软时效（固溶处理+时效，即AT）和硬时效（硬态+时效，即HT），QBe2.0的软时效工艺为320±10℃×3hr，硬时效为320±10℃×2hr。铍青铜时效规范见表2。
表2   铍青铜时效工艺规范

合金牌号    材料
状态    时效
方式    直径
mm    时效工艺    冷却介质
                    
QBe2
QBe1.9
QBe1.9-0.1
QBe1.7    TF00（固溶态）    完全
时效    5～120    320±5℃×3h    空气
    TH04
（硬态）        5～10    320±5℃×2h   
            ＞10～25    320±5℃×3h   
            ＞25    320±5℃×3h   
QBe0.6-2.5
QBe0.4-1.8
QBe0.3-1.5    TF00        5～120    480±5℃×3h   
    TH04        5～40    480±5℃×2h   
QBe2
QBe1.9
QBe1.9-0.1
QBe1.7       TF00    半时效    -    180～220℃×2～3h   
    TF00    欠时效    -    260～300℃×2～3h   
    TH04               
    TF00    过时效    -    340～380℃×2～3h   
    TF00    分级时效    -    200～220℃×60～90min   
                315～325℃×3h   
    TH04        -    200～220℃×60～90min   
                310～320℃×2～3h   


    （3） 铍青铜的去应力处理   
      铍青铜去应力退火温度为150~200℃，保温时间1-1.5小时，可用于消除因金属切削加工、校直处理、冷成形等产生的残余应力，稳定零件在长期使用时的形状及尺寸精度。
时效炉有保护性气氛较好，5%氢的氮保护可促进传热和减少时效后氧化皮的清洗；时效后材料密度会增加，尺寸减少约0.2%的线收缩；时效可以使用夹具防止热处理变形扭曲，盐浴炉可对短时高温时效减少扭曲并缩短周期；时效后某些变形产生的残余应力可以采用150～200℃×2hr加以处理，不会造成硬度损失。
      铍青铜时效时，装炉是先装炉，然后送电加热随炉升温，当温度到达设定温度时开始计时，当达到保温时间时断电出炉，将零件置于炉外空冷，最好置于平整的料架台上，而不是随意放置地面。

现有尺寸为长38mm，宽12mm，厚度0.3mm的铍青铜薄片，德国的图纸上只有抗拉强度为980-1150N/mm^ 的要求，供应商的热处理工艺如下：
1. 固溶：780度 +/-20度C，保温10分钟后水淬 (冷水即可)；
2. 时效：320度 +/-5度C，保温2-3小时 (一般2小时可以了, 时间不能在长了; 时间越长,硬度越高,但延伸率会降低的!!)

经过热处理后发现弹性偏弱，硬度为HV310-340，转换为强度为995-1095N/mm^.。请问如何通过更加合理的热处理提高零件的弹性。
谢谢

铍青铜的弹性性能如何根据热处理参数调整？

好资料，谢谢！

楼主的分享

我的用310度1小时，空冷，硬度HRB90

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