- Project Runeberg -  Teknisk Tidskrift / Årgång 86. 1956 /
373

(1871-1962)
Table of Contents / Innehåll | << Previous | Next >>
  Project Runeberg | Catalog | Recent Changes | Donate | Comments? |   

Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 16. 17 april 1956 - Beryllium

scanned image

<< 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.

24- april 1956

373

synes föga troligt att duktilt beryllium kan framställas.
Strängpressat beryllium visar dock någon duktilitet i
pressriktningen. Vid förhöjd temperatur växer metallens
seghet; över 340°C har man iakttagit mer än 20 %
förlängning.

Berylliums elasticitetsmodul uppges vara ca 3 • 10®
kp/cm2. För dess brottgräns, 0,2-gräns och förlängning vid
rumstémperatur, anges följande värden2:

Brottgräns 0,2-gräns Förlängning
kp/cm8 kp/cm2 °/o

Strängpressade flagor

icke glödgat ................ 3 200

glödgat ..................... 4 550

Strängpressat göt

icke glödgat ................ 2 200

glödgat ..................... 2 800

Kallpressat, sintrat

och glödgat ................ 2 400 1,9

Varmpressat och glödgat –– 3 200 2 300 1,15

Gjutet och smitt ........................2 500

Beryllium har alltså stor hållfasthet i förhållande till sin
specifika vikt. Detta förhållande är i själva verket större
än för metaller som aluminium, magnesium, titan och stål.

Legeringar

Den hittills största användningen av beryllium är till
be-rylliumkoppar, en utskiljningshärdande kopparlegering
med upp till ca 2 °/o beryllium (Tekn. T. 1951 s. 810).
Be-rylliumkoppar har stor utmattningshållfasthet, god
slitstyrka och konduktivitet. Den utnyttjas därför till fjädrar,
särskilt i elutrustning. Ett större användningsområde var
emellertid i början icke gnistbildande verktyg för
petroleumindustrin och andra industrier där explosiva
gasblandningar förekommer. Berylliumkoppar användes en tid till
vissa delar i flygplansmotorer.

Beryllium sätts till åtskilliga
aluminium-magnesiumlegeringar vid dessas gjutning9. Man har nämligen funnit att en
liten mängd beryllium hindrar förlust av magnesium
genom oxidation, medan legeringen hålls i flytande tillstånd.
Det har visats att närvaro av mer än 0,0005 °/o Be hindrar
segring av magnesium i smältan, ökar materialets hårdhet
och förbättrar dess bearbetbarhet. Man sätter vanligen till
en berylliumlegering omedelbart efter det smältan nått
högsta möjliga temperatur. Tillsats av mer än 0,005 % Be
tycks inte erbjuda några fördelar. Vid legering till
0,0005 °/o Be förloras högst 50 % av tillfört beryllium.

Magnesiumlegeringar, innehållande aluminium och zink,
oxideras snabbare i syrehaltig gas än rent magnesium,
medan legeringar med cerium, lantan och beryllium oxideras
långsammare. Man har funnit att magnesium,
innehållande 0,01 °/o Be, inte antänds i luft vid upp till 870°C.
På smälta aluminium-magnesiumlegeringar bildas ett
svart skum som så småningom övergår till vita porösa
krustor, innehållande avsevärd mängd metall. Härigenom
uppstår lätt fel hos gjutstycken. Man anser att
skumbildningen beror på .att metallen oxideras. Den kan minskas
betydligt genom tillsats av 0,001—0,02 °/o Be och Li,
varigenom man kan arbeta utan skyddsatmosfär eller
skyddssmälta på metallytan. Legeringen blir dessutom mera
lättfluten.

Gjuts en magnesiumrik aluminiumlegering i en fuktig
form, sönderdelas vatten av magnesium, och det bildade
vätet löser sig i den flytande metallen. Vid dennas
stelnande avgår vätet, varigenom gjutstycket blir poröst. En
legering, innehåFande 0,004 °/o Be, reagerar emellertid inte
med vattnet i formsanden varför gjutstycket b’ir porfritt.
Vid gjutning av detaljer med stor godstjocklek försätts
formsanden med borsyra och ammoniumbifluorid. För att
erhålla porfria gjuten använde man tidigare torra formar
som ger grov yta och medför risk för sprickbildning.
En berylliumtillsats av 0,001 °/o har visat sig hindra
bildning av magnesiumnitrid på ytan av aluminiumlegeringar

med mer än 3 °/o Mg. Nitriden, som annars uppstår vid
kontinuerlig gjutning då götet kyls genom direkt
besprutning med vatten, är hård och måste avlägsnas före
valsningen.

I aluminiumlegeringar ökar 0,01—0,05 °/o Be materialets
termiska stabilitet och dess gjutbarhet samt lär också
göra dess struktur mer finkornig. Vid gjutning av
komplicerade former minskar en berylliumtillsats på upp till
0,2 °/o legeringens viskositet och ökar dess gjutbarhet.
Vidare ger beryllium ett segt oxidskikt på metallytan, vilket
skyddar den mot missfärgning och flagning.

Vid aluminering av stål genom doppning ökar 0,1—0,5 %
Be i badet aluminiumskiktets duktilitet och minskar det
icke önskade mellanskiktet av aluminium-järnlegering med
ca 80 °/o. Berylliumtillsatsen förbättrar ytskiktets adhesion
och minskar risken för dess avflagning.

Lager av aluminium-tennlegering (Tekn. T. 1953 s. 762)
kan tillverkas genom "förtenning" av lagerskålar av stål
med en aluminium-tennlegering, innehållande 0,1—1 °/o
Be. Friktionskoefficienten för lagermetall av
aluminium-talliumlegering lär kunna minskas genom tillsats av en
liten mängd beryllium. Samtidigt ökas legeringens
nöt-ningshåHfasthet.

Då bara liten mängd beryllium används i legeringar, kan
det tillsättas i form av legeringar med relativt låg
beryl-liumhalt. Man använder aluminiumlegeringar med 5 °/o Be
och högst 1 °/o Mg el’er 2—3 °/o Mg, en 5 %
beryllium-mag-nesiumlegering och en 4 % beryllium-kopparlegering. Smält
aluminium löser upp till 40 °/o Be. Legerat med koppar,
nickel eller aluminium anses beryllium ogiftigt.

Konstruktionsmaterial i atomreaktorer

Beryllium har atomfysikaliska egenskaper som gör det
synnerligen lämpligt som konstruktionsmaterial för
atomreaktorers moderator och reflektor och som
kapslings-material för bränslet.

I en moderator skall snabba neutroner bromsas ned till
termisk hastighet genom kollisioner med atomkärnor. En
god moderator skall ha hög nedbromsningsförmåga.
Ned-bromsningsförmågan är proportionell mot relativa
energiförlusten per kollision och spridningstvärsnittet per
volymenhet. Beryllium har goda egenskaper i dessa avseenden
som framgår av följande sammanställning av data för
några aktuella moderatormaterial:

Log
energiförlusten per kollision Sprid- nings- tvär- snitt cm"1 [-Absorp-tions-tvärsnitt-] {+Absorp- tions- tvärsnitt+} cm-1 [-Ned-broms-nings-förmåga-] {+Ned- broms- nings- förmåga+} cm-1 [-Godhets-tal-] {+God- hets- tal+}
Vatten ......... ... 0,93 1,64 0,022 1,53 70
Tungt vatten .. ... 0,51 0,35 0,000085 0,177 21 000
Beryllium ...... ... 0,206 0,74 0,0011 0,16 150
Berylliumoxid . ... 0,17 0,66 0,00062 0,11 180
Grafit .......... ... 0,158 0,39 0,00037 0,063 170

Av en moderator fordras även att absorptionstvärsnittet
är litet. Detta begränsar i praktiken antalet användbara
moderatormaterial till de som tagits med i tabellen. Som
ett slags godhetstal för en moderator brukar förhållandet
mellan nedbromsningsförmågan och absorptionstvärsnittet
an«es. Det framgår av tabellen att tungt vatten är det ur
kärnfysikalisk synpunkt ojämförligt bästa
moderatormaterialet. Beryllium är bättre än vanligt vatten och ungefär
lika bra som grafit.

Moderatormaterial utnyttjas också som en reflektor
vilken omger reaktorkärnan och skickar neutroner tillbaka
in i denna. Härigenom minskas förlusten av neutroner så
att reaktorns kritiska massa blir mindre och neutronflödet
i reaktorkärnan blir jämnare. Utan reflektor skulle det
nämligen avta snabbt mot kärnans yta. Beryllium utnyttjas
som reflektor i t.ex. materialprovningsreaktorn i Arco.
Det skall vidare användas i en ubåtsreaktor ("Submarine
Intermediate Reactor").

<< prev. page << föreg. sida <<     >> nästa sida >> next page >>


Project Runeberg, Tue Dec 12 02:40:51 2023 (aronsson) (download) << Previous Next >>
https://runeberg.org/tektid/1956/0393.html

Valid HTML 4.0! All our files are DRM-free