Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 16. 17 april 1956 - Beryllium
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
m
TEKNISK TIDSKRIFT
varför grafit inte kan användas som degelmaterial vid
metallens smältning. Flytande beryllium reagerar vidare mer
eller mindre fullständigt med de flesta oxider av andra
metaller.
Metalliskt beryllium och berylliumföreningar är starka
gifter (Tekn T. 1951 s. 752). Inandning av damm av dessa
ämnen medför silikosliknande förändringar av lungorna,
för vilka inget effektivt botemedel är känt. Förgiftning
uppstår också om beryllium eller någon av dess
föreningar kommer in i öppna sår.
Bearbetning och mekaniska egenskaper
Beryllium smälts vanligen i en induktionsvärmd
vakuumugn. Som degelmaterial används berylliumoxid varigenom
metallen vanligen kommer att innehålla något mer än
0,1 °/o syre. Inget bättre degelmaterial har hittills
upptäckts trots att man provat ett stort antal eldfasta ämnen.
Genom användning av vakuum hindras metallens oxidation,
och flyktiga föroreningar, såsom fluorider och klorider
av magnesium och natrium, avlägsnas.
Det är svårt att erhålla goda berylliumgöt vid
vakuum-gjutning. Vid långsam kylning reagerar nämligen metallen
med formmaterialet och vid snabb uppstår spänningar i
götet varigenom detta spricker. Beryllium gjuts bäst vid
relativt låg temperatur. Grafit används mest som
formmaterial, men stål, överdraget med beryllium- eller
aluminiumoxid, förekommer också. Sandformar av
magnesia eller zirkonit har provats med viss framgång.
Fel hos gjutstycken uppstår lätt genom absorption av
väte ur vattenånga då gasen avges under stelnandet.
Därför måste allt material, som kan komma i kontakt med
smält metall, torkas mycket noga. Fel kan också
uppkomma genom reaktion mellan kol och syre under stelnandet
samt genom slagginneslutningar. Svårast att undvika är
grovkornig struktur hos gjutstycket. Dettas kornstorlek
kan minskas genom snabb kylning, men härvid uppstår
lätt sprickor. Tillsats av en liten mängd aluminium lär ha
gynnsam effekt.
Beryllium kan strängpressas till runda eller sexkantiga
stänger, rör, band eller plattor upp till 110 X 35 mm.
Härvid används vanligen vakuumgjutna ämnen, men flagor eller
pulver har också strängpressats till användbara profiler.
Bäst är att innesluta ämnet i mjukt stål, som förkoppras
utvändigt för smörjning. Strängpressningen utförs mest
vid ca 1 050°C, men lägre temperatur kan användas.
Man kan inte valsa beryllium vid rumstemperatur men
väl vid 350—800°C, varvid metallen erhålls i kallbearbetat
tillstånd. Används högre temperatur blir den
varmbearbe-tad. Man varmvalsar helst strax ovan
omkristalliserings-temperaturen. Ett ämne ca 100 mm i diameter har
valsats till folier 12—50 (x tjocka. Berylliums smidbarhet
liknar magnesiums. I slutna matriser smids metallen bra
vid 400°C med grafithaltig olja som smörjmedel.
Pulvermetallurgisk formgivning av beryllium (Tekn. T.
1951 s. 485) tycks vinna terräng, framför allt därför att
man enligt denna metod kan erhålla ämnen med
finkornig struktur. I USA är den enligt uppgift5 den enda
kommersiellt tillämpade metoden. Man utgår helst från
vakuumgjutna ämnen. Dessa svarvas till spån som mals till
mindre än 74 |x kornstorlek i en helt sluten kvarn fylld
med kvävgas. Något över hälften av produkten har
kornstorlek under 43 [t. Metallens syrehalt stiger vid målningen
från 0,15—0,20 °/o i götet till ca 1,5 °/o. Den kan växa vid
pulvrets lagring t.o.m. i slutna kärl.
Presskroppar av berylliumpulver kan göras i stålmatriser
vid presstryck på ca 24—140 kp/mm2. Deras täthet växer
nästan linjärt med trycket upp till 110 kp/mm2 vid vilket
den når ca 1,55 g/cm3. Vid 140 kp/mm2 blir den ca 1,59
g/cm3. Presskropparna måste sintras vid relativt hög
temperatur för att deras täthet skall växa; under 1 000°C
uppstår ingen täthetsökning. Man kan sintra i vakuum eller i
argon. I förra fallet blir tätheten större än i det senare
vid en given temperatur.
Vid vakuumsintring minskar presskropparna i vikt
därför att metall förångas7. Viktförluster på 20—50 °/o har
iakttagits vid 3 h sintring vid 1 200°C. Berylliums ångtryck
är vid denna temperatur ca 0,01 torr. Ingen viktförlust
uppstår vid sintring i argon. Vid rumstemperatur
tillverkade presskroppar kan icke ges teoretisk täthet (1,86
g/cm3) genom sintring i vakuum eller argon. Detta kan
bero på att täthetsökningen börjar först vid hög
temperatur och att metallens självdiffusion är långsam, men
det kan också bero på att pulvret har ganska hög
oxid-halt.
Metallens omkristallisering tycks börja vid lägre
temperatur än täthetsökningen; vid 1 000°C har den redan skett.
Mycket liten korntillväxt uppstår dock vid sintring under
1 175°C5. Vid ca 1 200°C kan kornstorleken plötsligt växa.
Den temperatur, vid vilken detta inträffar, beror på hur
oxidskiktet på kornens ytor är beskaffat, ty det måste
brytas ned innan kornen kan växa. I vakuumsintrat
beryllium finns de fasta föroreningarna (mest BeO)
uteslutande i korngränserna, medan man i argonsintrat ofta
finner något oxid inuti kornen7.
Den mest använda pulvermetallurgiska processen lär
emellertid vara varmpressning, dvs. samtidig pressning och
sintring. Man använder härvid tryck på 35—70 kp/cm2 och
temperaturer på 900—1 125°C7. Produkten får teoretisk
täthet eller något större på grund av metallens oxidhalt.
Man kan genom varmpressning vid en temperatur under
omkristallisationstemperaturen erhålla täta formstycken
med stor hållfasthet. Härvid används 300—650°C,
vanligen 400—500°G och 3 500—14 000 kp/cm2 tryck.
Under 800°C kan massivt beryllium hanteras utan
skydds-atmosfär, och under 600°C oxideras t.o.m. pulver relativt
långsamt i luft. Vid varmpressning av berylliumpulver
under omkristallisationstemperaturen behövs därför ingen
skyddsatmosfär, över 825°C bryts det skyddande
oxidskiktet ned och metallen oxideras snabbt.
För tillverkning av stora, finkorniga berylliumblock
använder man varmpressning vid ca 1 050°C i vakuum.
Tryck på bara 5—10 kp/cm2 fordras, men en pressning
tar 4—20 h. Berylliumstycken på upp till 350 kg har
framställts enligt denna metod. Man kan emellertid även
pressa i luft vid 1 000—1 150°C, om pulvret dessförinnan
är tillräckligt sammantryckt och exponeringstiden är kort.
övre gränsen för temperatur och tryck bestäms av
matrismaterialet och smörjmedlet. Vid användning av
grafit-matriser kan inte mer än ca 140 kp/cm2 och ca 1 150°C
användas. Man kan välja lägre temperatur men måste då
öka trycket varigenom större anspråk ställs på
matris-materialets hållfasthet. Vid 500—1 000°C har man använt
nickel- och koboltlegeringar eller vissa hårdmetaller, men
de är dyra och relativt opålitliga. Högtemperaturpressning
i luft kan användas bara för relativt små arbetsstycken
(25—45 kg). De får full täthet på 5—30 min.
Kallpressade och sintrade eller varmpressade
presskroppar kan ges full täthet genom prägling vid 400—600°C.
Denna process är snabb varigenom arbetsstyckets
ytoxida-tion blir liten. Berylliumpulver kan också kapslas i stål,
upphettas till 1 000—1 150°C, placeras i en matris
upphettad till 400—800°C och pressas med 140—700 kp/cm2.
Arbetsstycken på upp till ca 7 kg kan med denna metod ges
relativt skarpa konturer med små toleranser.
Ämnen för strängpressning, valsning, smidning eller
rördragning kan tillverkas enligt någon av de angivna
pulvermetallurgiska metoderna. Presskropparna ges vanligen 70
—90 »/o av teoretisk täthet, beroende på hur stor ineffektiv
deformation som kan tillåtas vid den slutliga
formgivningen.
Allt hittills framställt beryllium är sprött. Dess
förlängning vid rumstemperatur är vanligen 0—2 °/o. Man vet
ännu inte om metallen i sig själv är spröd eller om dess
sprödhet orsakas av någon förorening. Inte ens det renaste
hittills framställda beryllium har emellertid nämnvärt
större duktilitet än den kommersiella produkten, och det
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
