Technika, 1959 (3. évfolyam, 1-12. szám)
1959-11-01 / 11. szám
Előző számainkban a legújabb szerkezeti fémeket ismertető cikksorozatunk keretében a tantál, a cirkon és a titán legfontosabb technológiai jellemzőit ismertettük. Sorozatunk legújabb cikke a berilliummal és a kadmiummal, a korszerű atom- és repülőgéptechnika e két nagyfontosságú új anyagával foglalkozik. A BERILLIUM A berillium valamikor csupán a bronz ötvözőanyagaként szerepelt. A reaktortechnika fejlődésével a berillium fokozott mértékben jutott szerephez, mint kiváló moderátor- és reflektoranyag, hiszen a lassú neutronokra vonatkoztatva igen kicsiny az abszorpciós keresztmetszete és ugyanakkor a neutronszórási keresztmetszete nagy. Atomtechnológiai szempontból jelentős az is, hogy a berillium alkalmazása folytán a (n, n) és (n, 2n) reakciók révén a sokszorozó tényező is növelhető. A berillium további előnyei és ennek már a legkorszerűbb repülőtechnikában és asztronautikában is jelentősége van — rendkívül kis fajsúlya, a viszonylag nagy hővezetési tényező és a rendkívül magas olvadáspont. A berillium gyakorlati alkalmazása eddig számos nehézségbe ütközött: az anyag alakíthatósága nem elég nagy, mindennemű megmunkálása eléggé nehézkes, korrózióállóképessége— pl. az atomreaktorok hűtőanyagaival és a különféle repülőgép és rakéta hajtóművek hűtőközegeivel szemben — nem elég nagy s nem utolsó sorban a berillium igen drága. Minthogy az utóbbi időben egyre több adatot sikerült öszszegyűjteni a berillium kitűnően alakítható és vízben is korrózióálló változatairól, úgy látszik, hogy a kedvezőtlen tulajdonságok egy részét korábban kellőképpen fel nem derített szennyező alkotók okozták. Az adatok tárgyilagos értékelését megnehezíti az a tény, hogy az anyagvizsgálati módszerek erősen eltérőek. Megpróbáltak a berillium kis alakíthatóságára magyarázatot keresni, ez azonban nem sikerült olyan esetben, amikor csak a kristályszerkezetet vették figyelembe, bár a berillium-atomok kis mérete miatt jogos volt a feltételezés, hogy ennek az anyagnak minden más hexagonális kristályszerkezetű fémnél keményebbnek kell lennie, és a kis alakíthatóság. Minthogy a berillium kristályszerkezete a titánhoz és a cirkonhoz hasonló, ezért feltételezhető, hogy a nagytisztaságú szín berillium kellően képlékeny. Az eddig előállított berilliumanyag javarészt mégis meglehetősen ridegnek bizonyult. Úgy hisszük, hogy a felületen keletkező kisebb törések is erősen befolyásolják Berilliumércek A földkéreg berilliumtartalmát 0,0004—0,001 százalékra becsülik. Bár mintegy 30 berillium tartalmú ásványt ismerünk, ezek közül egyetlen egy alkalmas kohósítási célokra. Ez az ásvány a berill (3BeO—-ALO,—-6SiO,0. Ezen kívül a berillium előállítására többé-kevésbé fel lehet használni a krizoberill, a fenakit és a gelvin ásványokat. A berill elszórt kristályok alakjában fordul elő egyes pegmatit kőzetekben. A legtöbbször egyéb ércek — csillám-földpát és litiumércek — feldolgozása során kapják, melléktermékként. Az ércekből a berilltartalom 25 százalékát lehet kézi dúsítással kinyerni. A világ legfontosabb berill szállító államai Brazília, Argentína és India. Természetesen a Szovjetunióban és az USA-ban is találnak berillium érceket.A berill 8—14 százalék berilliumoxidot tartalmaz, ami 3—5 százalék berilliummal egyenértékű. Gyakorlatilag ennek 75 százaléka kivonható. A berillium termelése az utóbbi évek folyamán egyre nőtt. 1944-ben az USA-ban 388 tonna berillt bányásztak. Az 1954. évi becslés a világ termelését 3700 tonnára teszi. A Berillium megmunkálására berendezett üzem. A mérges fémpor sehol nem jut a műhely levegőjébe. Alul, néhány berilliumdarab forgácsolás után, kész berillium világpiaci ára 1956-ban kilogrammonként 110 —440 dollár volt, a félkészgyártmány jellege szerint. A nyerstuskók átlagára 200 és 300 dollár/kg között volt. A berillium olvasztását legcélszerűbb berilliumoxidból készült tégelyekben végezni. Eredményesen használtak a tégelyek hőállósága előzetes — kb. 1800 fokon végzett — égetéssel jelentősen fokozható, ezenkívül magnéziumoxidból készült tégelyeket is, ezek használata azonban a fém elszennyezésének veszélyével jár. Mindkét típusú tégely alapvető hibája, hogy a fluoridtartalmú fedősókkal kölcsönhatásba lép. Grafit-tégelyek használata kockázatos, minthogy a berillium és a szén egymással a berillium olvadáspontja felett 80—100 fokos hőmérsékleten már heves reakcióba lép. Vékony berilliumoxid bevonattal ellátott kriolittal „zománcozott” és grafitkötésű Sziliciumkarbid tégelyeket is eredményesen használtak. Az utóbbiak azonban nem alkalmasak a vákuumolvasztás céljaira A berillium vákuumolvasztását meglehetős tökéletességgel fejlesztették ki. Indukciós hevítést alkalmaznak 0,1 —0,5 mm higanyoszlop nyomású térben. Ez az eljárás az illő szennyeződéseket teljesen eltávolítja. Szokás ezenkívül argon atmoszférában is olvasztani a berilliumot. A nitrogén a megömledt fémmel erőteljes reakcióba lép. Védőatmoszféraként sikerrel próbálták ki a hidrogént is. A berilliumtuskókat grafit kokillákba öntik. Vegyes eredménnyel használták fel ezenkívül a berilliumoxid bélésű acél kokillákat, különféle tűzálló anyagokból készült tégelyeket. Berilliumoxiddal bélelt acél tégelyekben centrifugális öntéssel egészen 130 cm átmérőig öntöttek berilliumtuskókat. Az öntöde legsúlyosabb problémája a berilliumtuskók megrepedezésének meggátlása. A hűtési sebesség kellő mérséklése révén az öntecs megrepedezését sikerül meggátolni. Ajánlatos a kokillák felső részét 600 fokig, alsó részét 500 fokig előhevíteni, magát az olvasztást pedig 1420 fok körüli hőmérsékleten végezni. A vas 0,2—0,3 százalékot meghaladó mennyiségben az anyag repedezési hajlamát megnöveli, míg 0,25—0,50 százalék alumínium hozzáadása az önthetőséget jelentősen javítja. Az öntvények lassú hűtése túlságosan durva szemcseszerkezethez vezet. A vízgőzökből kiváló hidrogén ugyancsak öntési hibákat okoz és éppen ezért olvasztási és öntési célokra csakis teljesen kiszárított és kiégetett szerszámokat stb. szabad használni. az anyag szilárdságát. Mindenesetre az öntött, 1 11, a sajtolt berillium felületének helyi jellegű zavarai 800—820 fokon végzett kilágyítással megszüntethetők. A berillium szilárdsági jellemzői igen erősen függnek a terhelés sebességétől, valamint a próbatestek méreteitől és alakjától. Éppen ezért a berillium anyagvizsgálati vonatkozásban különösen sok problémát okoz és minden egyes vizsgálati módszert már eleve szabványosítani kellene. A legfontosabb szilárdsági adatokat a II. táblázatban foglaltuk össze. A berillium olvasztása és öntése A fémberillium gyártása A berillum kohósítására számos eljárást fejlesztettek ki. Ezek közül a legfontosabb az ún. Brush-eljárás, a magnéziumtermiás redukció, amit egyébként még Sawyer—Kjelgren-eljárásnak is hívnak. Az érckemence aktivitásának megnövelésére a savas feltárás előtt az ércet megömlesztik (ívkemencében) és az ömlenyt vízbe öntik. Az érc kohósítása során a szilíciumot kovasav, az alumíniumot pedig timsó alakjában távolítják el. A berilliurdszulfát pörkölése révén igen tiszta berilliumoxidhoz jutnak. A színfémet a berilliumfluorid magnéziummal 900 fokos hőmérsékleten való redukciója révén grafitbélésű kemencékben állítják elő. Magnézium helyett egyébként kalcium is használható, de ez drágább. A reakció után a hőmérsékletet 1320 fok fölé növelik és ekkor a megolvadt berillium a felszínre felúszik és megdermed. A fölös berilliumfluorid salakot alkot, amely még bizonyos mértékű berilliumoxidot tartalmaz. Ezt ammóniumfluoriddal feltárják és a kapott oldatot visszavezetik a folyamatba. Az ily módon kapott berillium kavics vagy pikkely alakú. A berilliumfluorid magnéziumos redukciója során berilliumkavicsot, a berilliumkloridsók tűzi elektrolízise során pedig pikkelyes berilliumot kapnak. Az ily módon előállított nyers fémet különböző módszerekkel (folyasztóanyagos átolvasztás, vákuumolvasztás, ütvesajtolás és porkohászati eljárás) segítségével finomítják. A porkohászati eljárást Q-módszernek nevezik és többféle változatban ismeretes. Amilyen mértékben növekedtek a berilliumfém tisztaságával szemben támasztott követelmények, olyan mértékben fejlesztettek ki egyre újabb és újabb eljárásokat az anyag szennyezőinek eltávolítására. Jelenleg legalább ötféle módszert használnak a nyers berilliumfém finomítására. A berillium fizikai és kémiai tulajdonságai A berillium legfontosabb fizikai és kémiai állandóit I. táblázatunkban ismertetjük. A berillium ezüstös fényű anyag, amelynek fajsúlya jóval kisebb az alumíniuménál. Szorosan tömött, hexagonális kristályrácsa van, amelyben a c és az a tengelyek aránya szokatlanul kicsiny. A kristályrács két fontos jellemzője: a ρ 2,286 A és c = 3,584 A. A berillium atomsugara 1,123 A. A rácselem két atomot tartalmaz és köbtartalma 16x 10-24 cm. A képlékeny alakítás a berillium szövetszerkezetében határozott textúrát hoz létre. Fontos tudni, hogy a berillium és vegyületei mérgesek, éppen ezért a feldolgozásával kapcsolatos minden művelet rendkívüli óvatosságot igényel. A munkavédelmi szervek elsősorban az atomkísérleti berendezések vonatkozásában megállapították a berilliumgőzök ill. a berilliumpor megengedett legnagyobb mennyiségét a levegőben. A tömör berillium tárolása semmiféle nehézségbe sem ütközik. A porkohászati célokra előkészített berilliumpor azonban fokozatosan eloxidálódik és ezért a levegővel és nedvességgel való érintkezéstől óvni kell. Szilárdsági tulajdonságok A berillium szilárdsági tulajdonságai nagymértékben függnek az anyag tisztaságától és irányított szerkezetétől. A melegsajtolással alakított berillium erősen anizotrop. A szemcsetorzulást 750—780 fokon végzett kilágyítással lehet megszüntetni, bár az alakítási textúra egészen 1000 fok feletti hőmérsékletig többékevésbé megmarad. A porkohászati úton gyártott berilliumban anizotrop szerkezet nem állapítható meg. Általában megállapítható az, hogy a berillium tisztaságának növekedtével szilárdsági tulajdonságai javulnak. Kiderült, hogy a kohósításból viszszamaradó magnézium szenynyeződések különösen kedvezőtlenül befolyásolják a berillium viselkedését húzó terhelés esetén. A berillium általános jellemzője a nagy szakítószilárdság, a nagy rugalmassági modulus, a kis Poisson-tényező 2 QQQQJQQ ÚJ FÉMEK A TECHNIKÁBAN Forgácsmentes alakítások Rúdsajtolás A berilliumrudakat, csöveket és szelvényeket leggyakrabban rúdsajtolásnál készítik. A legcélszerűbb nyersdarabok e célra a vákuumban öntött tuskók, bár a berilliumporból vagy berilliumpikkelyből sajtolt félgyártmányok is kitűnően rúdsajtolhatók. A nyers tuskót általában 1/16—1/8 hüvelyk vastagságú vastokba húzzák. A tuskó elülső végét kihegyezik és a tuskó, valamint a tok között keletkezett térben egy, a köpenyhez hegesztett lágyvas vezetőkúpot helyeznek fel. A tokot az öszszehegedési hajlam csökkentésére rézzel vonják be. Legújabban üvegporos kenőanyagokkal is kísérleteztek vastok helyett. A rúdsajtolás 420— 440 fokon vagy pedig 820—1000 fokon végezhető. Leggyakrabban 950 és 1080 fok közötti hőmérsékleten végzik el ezt a műveletet. Újabban tokozás nélkül is folytattak eredményes rúdsajtolási kísérleteket és így méretpontosabb gyártmányokat kaptak. Megfelelő hőálló acélszerszámokkal magasabb hőmérsékletek is alkalmazhatók. A vastok nélküli rúdsajtolás kb. 20 százalékkal nagyobb nyomó teljesítményt igényel. A rúdsajtolás során elérhető fogyás mértékének határértéke 16:1, tok nélküli sajtolás során azonban nem ajánlatos 9:1-nél nagyobb fogyást alkalmazni. A rúdsajtolás határozottan irányított szerkezetet ad az anyagnak és a benne levő szennyeződéseket is eltorzítja. Megfelelő kilágyítással a szerkezet jelentősen homogenizálható. Az eddigi adatok szerint a mai berilliumfém szobahőmérsékleten dróthúzásra és egyéb üregen való áthúzó eljárásra alkalmatlan. Hengerlés A berillium szobahőmérsékleten nem hengerelhető. 400 fok fölötti hőmérsékleten a védőatmoszféra nélküli hengerlés rendkívül rideg fémet eredményez. Ismét a kis széntartalmú lágy acél tokozással próbálkoznak ezen segíteni. Az újrakristályosodási hőmérséklet — tehát 750—820 fok — alatt végzett hengerlés során az anyag felkeményedik. A méretek végleges beállítására 350—380 fokos hőmérsékletet érdemes használni. A szemcsedurvulás elkerülésére ajánlatos az anyagot az újrakristályosodás feletti hőmérsékleten hengerelni. Ilyenkor akár 80 százalék fölötti fogyások is elérhetők repedés veszélye nélkül. Legújabban sikerült már meleg hengerléssel 0,002 hüvelykes és ennél vékonyabb berilliumfóliát is gyártani. Kovácsolás, süllyesztékes kovácsolás, sajtolás A berillium kb. olyan mértékben kovácsolható, mint a magnézium. Ismét a tokozás enyhíti a megmunkálás nehézségeit. Minden irányban zárt süllyesztékben az anyag kedvezően alakítható. Kolloidgrafitos kenőanyagokkal a sülylyesztékes kovácsolás lényegesen kedvezőbben valósítható meg. Porkohászat A szín-berillium gyártására — mint már említettük — a Q-eljárás néven ismeretes porkohászati eljárást is használják. A porkohászati úton gyártott fémes berillium lényegesen nagyobb oxigéntartalmú, mint az eredeti, vákuumolvasztással készített fém. A berilliumnak porrá aprítását (200-as csokornyílásnál finomabb méretre) nitrogén védőatmoszférában szokás végezni. A rézzel bevont berillium szokásos módon lágyan forrasztható. Alumínium-ezüst és alumínium-magnézium keményforraszok alkalmazásával a berillium kemencében (védőatmoszférában) jól keményforrasztható. Az általánosan használatos egyéb keményforrasz anyagok azonban a berillium Az alapfrakció mérete ennek során 15 mikron. A porkohászati úton hidegen sajtolt berillium félgyártmány fajsúlya és tömörsége akkor a legjobb, ha a sajtolónyomás 10 000 kg/cm2 nagyságrendű. A zsugorítást argon atmoszférában szokás végezni. Érdekes, hogy argonban való zsugorítással ridegebb berilliumgyártmányokat kapnak, mint vákuum zsugorítással. Az elősajtolt nyersdarabok zsugorítás után 1,70—1,75 g/cm 3 fajsúlyúak. Minthogy a berilliumpor képlékenysége kb. 400—440 fok hőmérsékleten a legnagyobb, ezért e hőfoktartományban végzett melegsajtolás szolgáltatja a legtömörebb félgyártmányokat. A szükséges nyomás értéke 14 000 kg/cm2 körül jár, kötésére teljesen alkalmatlanok. A berillium hegesztésére hélium védőgázas ívhegesztést használnak, egyenes polaritással, mindenféle adalékanyag alkalmazása nélkül A berillium nyomással is hegeszthető 1000 fok feletti hőmérsékleten. Berillium-alkatrészek kötése A berillium forgácsolása A berillium forgácsolása felületi hibákat eredményez. Sajnos, ezek a hibák a fogásmélység többszörösére terjednek befelé az anyagban. Egy 0,8 mm-es fogással leesztergált berilliumrúdon (az előtolás 0,25 mm volt), a repedések egészen 3 mm mélységig terjedtek. A berillium köszörülésére a Norton-gyár különleges csiszolókorongot gyártott, amely repedésmentes megmunkálást tesz lehetővé. Mint láthatjuk, a berillium A berillium hőkezelése során az újrakristályosodási és szemcsedurvulási hatás a légforgácsoló megmunkálásával kapcsolatban egyelőre kevés és nem kielégítő a tapasztalat, úgyhogy további jelentős kísérletekre van szükség. Anynyi mindenesetre megállapítható, hogy a két fényfém lapkás szerszámok a berillium megmunkálására sokkal alkalmasabbak, mint a gyorsacél szerszámok és az is megállapítható, hogy a porkohászati úton gyártott berillium jobban forgácsolható, mint a rúdsajtok, az öntött berillium pedig az előbbiek bármelyikénél rosszabbul munkálható meg. fontosabb. Az újrakristélyosodás kb. 700 C fok hőmérsékleten kezdődik, bár általában Hőkezelés A KADMIUM A kadmium, amely földünk kérgében kb. 0,0005 százalék mennyiségben fordul elő,ugyancsak az utóbbi évek folyamán vált önálló szerkezeti anyaggá, bár a kadmiumos bevonást meglehetősen régóta használja a motoripar. A természetben az egyetlen fontosabb kadmiumtartalmú ásvány a greenockit. (CdS). Ez az anyag sem fordul azonban elő olyan nagy telepekben, hogy érdemes lenne üzemszerűleg kiaknázni. Éppen ezért világviszonylatban a kadmium termelést elsősorban a cinkgyártás hulladékainak hasznosítására építették fel és akár az elektrolitikus, akár a tűzi horganykohászat melléktermékeit is hasznosítják a kadmium kitermelésére. Legújabban eredményesen használták fel a kadmium előállítására az ólom és a réz olvasztókemencék távozó gázait is. A világ kadmiumtermelése 1949-ben 5600 tonna volt és a kadmium világpiaci ára 1952-ben kb. 5,6 dollár/kg volt. A kadmium alkalmazására a legnagyobb mértékben ma az atomreaktorokban kerül sor, különös tekintettel arra, hogy ennek a fémnek igen nagy a hatáskeresztmetszete a lassú neutronok elnyelése vonatkozásában. A boron kívül a kadmium a legfontosabb anyag a reaktorok teljesítményszabályozó és biztonsági vészleállító rúdjainak elkészítéséhez. A kadmium ugyancsak fontos szerepet játszik pontosan megadott abszorbciós tulajdonságokkal bíró atomtechnológiai ötvözetek készítésében. Mint már említettük, nagy szerep jut a kadmiumnak motoripari stb. alkatrészek korróziógátló bevonatainak elkészítésénél is. A világ kadmiumtermelésének állandó növekedését látva, könnyen elképzelhető, hogy bizonyos kritikus alkatrészeket szín kadmiumból, ill. kadmiumötvözetekből készítsenek, újabb metallográfiai felismeréseket eredményez. Egyébként a kadmium szorosan tömött hexagoniális rácsú, s a rács állandói a · 2,979 A ill. c — 5,617 A. A kadmium sói, valamint a fém és oxidjainak gőzei mérgesek. Éppen ezért — akár ■ ’CV ■ *«T,fS.f I*»* t csak a berillium esetében — „ ezt az anyag QLis a legnagyobb óvatossággal kell kezelni. A kadmium legfontosabb szilárdsági jellemzőit a IV. táblázatban adjuk meg. Lát- hatjuk, hogy a hidegalakítás az anyag szilárdságát rendkívüli nagy mértékben befolyásolja s A kadmium kohósítása A kadmiumtartalmú cinkércek desztillációja során az átpárolt fém első adagjai kadmiumban feldúsulnak. Ha az így kapott anyagot ismételten átdesztillálják, vagy pedig savban feloldják, akkor az oldatból a kadmium kiválasztható. Az ily módon kapott nyers kadmiumot elektrolitikus úton finomítják. Ha a cink elektrolitikus finomítása során használt elektrolithoz porított cinket adnak hozzá, akkor a kadmium a további szennyező alkotóval együtt kiválik. A csapadékot kiégetik, kénsavval feloldják, majd a kadmiumot ismét cinkporral lecsapolják vagy elektrolitikus úton kiválasztják. Az ily módon készített meglehetősen tiszta kadmiumot a szulfátsó fürdőjének elektrolízise útján lehet tovább finomítani. A kadmium fizikai és kémiai tulajdonságai A kadmium legfontosabb fizikai és kémiai jellemzőit a III. táblázat tartalmazza. Egyelőre a kadmium egyetlen allotrop módosulatáról sem tudunk, bár nem lehetetlen, hogy az anyag mélyrehatóbb tanulmányozása bizonyos I. táblázat: A berillium fontosabb fizikai és kémiai állandói III. táblázat: A kadmium fontosabb fizikai és kémiai tulajdonságai. Atomszám Atomsúly kristályszerkezet Olvadáspont Forrpont Fajsúly (szobahőmérsékleten) Olvadáshő Párolgáshő Fajhő szobahőmérsékleten Hővezetési tényező 20 C fok hőmérsékleten Abszorpciós hatáskeresztmetszet lassú neutronokra Entrópia 25 C fok hőmérsékleten Fajlagos villamos vezetőképességa réz százalékában* *- 262 Co fok alatt az anyag szupravezető Hőtágulási tényező (25—100 C fok) Rugalmassági modulus 0,009 barn 2,28 cal/mol 38,1% N, 54 . 10^° Cc 3x106 kg/cm Fajsúly szobahőmérsékleten öntött állapotban 750 fok hőmérsékleten Abszorpciós hatáskeresztmetszet lassú neutronokra Olvadáspont Forrpont Olvadáshő Párolgáshő Fajhő 320 fok felett Lineáris hőtágulási tényező Fajlagos ellenállás 0 c fokon 300 C fokon Hővezetés tényező szobahőmérsékleten 435 C fokon 8,85 g/cm3 7*51 g/cm3 2400 barn 321° 765=-1460 cal/moí 26 750 cal/mol 7,1 cal/mol. C° 31.8 . 10—6 7,54 ohm cm 16.5 ohm cm 0.22 cal/sec. cm. C* 0,114 cal/sec. cm . C IV. táblázat: A kadmium szilárdsági jellemzői. Szakítószilárdság öntött állapotban szobahőmérsékleten 175—630 kg/cms Szakítószilárdság hengerelt lemezen —20 C fokon mérve 1320 kg/cm7 a hozzátartozó fajlagos nyúlás 9.5% Szakítószilárdság —80 C fokon mérve 2200 kg/cm2 A hozzátartozó fajlagos nyúlás 5% 70 százalékos fogyással hidegen hengerelt 99.95 százalékos szín kadmium szobahőmérsékleten öregítve. szakítószilárdsága 960 kg/cma a hozzátartozó fajlagos nyúlás 126% Rugalmassági modulus 500 000—700 000 kg/cma Nyitómodulus 100 000—250 000 kg/cma Poisson tényező 0.30 Kokillaöntésű próbatest Brinell-keménysége 21—23 4 9.02 szorosan tömött hexagonális 1283° (1315°) 2970° 1. 85 g/cm* 259 cal/g 5930 cal/g 0.42 cal/g/C® 0.38 cal/see/cm/CD II. táblázat. A berillium szilárdsági tulajdonságai. Szilárdsági mutató Vákuum olvasztású Porkohászat! rúdja.Kúdsajtolt anyag tolt anyag Rockwell-keménység (B”) 73—86 59—83 Szakítószilárdság (kg/cm) 4200—7400 5600—5000 Folyási határ kg/cm2 1900—3000 1400—5000 Fajlagos nyúlás % 0.3—15,3 0.5—5.5 Fajlagos keresztmetszetcsökkenés % 15—30 M Rugalmassági modulus kg/cm 3.100 kg/cm2 Fajlagos ütőmunka szobahőmérsékleten kgm 0.03 0.0* Nyírőszilárdság kg/cma 2200*00 Nyirómodulus kg/cm2 / 1,4 106 1.5 10« az átalakulási hőmérsékletet 780 C fokra szokás tenni. A rúdsajtok berilliumban már 360 fok hőmérsékleten is észleltek újrakristályosodást. A textúra megszüntetésére 1000 fok fölé való hevítést szokás alkalmazni. A fém legnagyobb keménységét akkor érjük el, ha kb. 520 fokos hőmérsékletről lassan hűtjük szobahőmérsékletre, míg ugyanarról a hőmérsékletről a hirtelen hűtéssel lehűtve a kapott anyag keménysége minimum. A berillium szemcsedurvulására vonatkozó adatok rendkívül gyérek. A berillium a hőhatásoknak igen jól ellenáll és erősen mérettartó. 500 hevítési-hűtési ciklus után sem tudtak mérhető méretváltozást megállapítani. Korróziós tulajdonságok A berillium alacsony hőmérsékleten a szabad levegőn nem korrodál. Magasabb hőmérsékleten viszont (700 fok felett) már igen hamar oxidálódik, az anyag felületén fehér teveréteg keletkezik. A berilliumot ugyancsak be-folyásolja az oxigén és a nitrogén, viszont a hidrogénnel egészen kb. 900 fok hőmérsékletig nem lép kölcsönhatásba. Vízben a berillium kevésbé korrózióálló, mint a cirkon. A víz lúgosságának növekedtével a korróziós hatás fokozódik. Meg kell azt is jegyezni, hogy a különféle módszerekkel készített berilliumfajták korróziós viselkedése más és más. A jelek szerint a zsugorítással és a rúdsajtolással gyártott anyag nedves korrózióálló képessége a legjobb. Az eddigi vizsgálatok egyébként azt mutatták, hogy a korróziós közeg látszólag jelentéktelen összetétel változásai iránt a fém rendkívül érzékeny. Korróziós inhibitorként nátriumnitrátot, vagy nátriumokrómátot lehet használni. A réz és a klór jelenléte a korróziós jelenségeket erőteljesen meggyorsítja. Az alumínium a berilliummal érintkezve az utóbbi kontakt korrózióját váltja ki. A berillium korrózióvédelmére megfelelő tisztítás, zsírtalanítás stb. után védőfém bevonatot érdemes felvinni. Ez a védő bevonat lehet réz, nikkel, cink, ón, ezüst vagy vas. A bevonás lényegesen jobb eredményekre vezet, ha először cink alapréteget viszünk a fém felületére. A berillium plattírozása eddig nem járt sikerrel. A berillium és a szerkesztő A berillium ma már nem laboratóriumi csodabogár, hanem szerkezeti anyag. Alapvető előnye rendkívül nagy merevsége: rugalmassági modulusa 3x10® kg/cm2 körül jár és így messze felülmúlja az acélokét. A berilliumot hőtani tulajdonságai különleges hőkezelő betétek készítéséhez teszik alkalmassá. 1283 C fokos olvadáspontja folytán magas hőmérsékleti alkalmazásokra is alkalmas, s ráadásul szilárdság/súly aránya annyira kedvező, hogy szinte egyetlen szerkezeti fémünk sem éri utól. Ennek köszönhető, hogy a berilliumot ma egyre nagyobb mennyiségben alkalmazzák olyan helyeken, ahol nem csupán könnyű, de rendkívüli mértékben mérettartó alkatrészekre van szükség (inerciában navigációs műszerek). Kiváló hőtani tulajdonságai és kis, súlya folytán különleges repülőgépek fémtartóihoz is felel, használják. Esetleg balliszti-kus lövedékek és űrhajók viszszatérő kúpjait is berilliumból készítik. A jelenlegi fejlesztési program 0,5—5 mm mérethatárok közötti berillium lemezek gyártására, valamint a már előbbiekben leírt technológiai eljárások tökéletesítésére irányul. A kadmium technológiája A kadmium olvasztása és öntése, semmiféle nehézségbe nem ütközik. Olvasztási célok-ra alkalmas tégelyeket kis széntartalmú acélból vagy öntöttvasból érdemes készíteni. A kadmium fröccsöntésre is alkalmas. A kadmium forgácsmentes alakítására, mint már említettük, az annyag fokozatos felkeményedése jellemző. Hideg vagy meleg alakítás után az anyag keményedése öregedés révén állandóan fokozódik és kb. egy nap múlva éri el csúcsértékét, ezután azonban 10— 100 napig terjedő időszak alatt az anyag lassanként kilágyul. Az utóbbi öregítésnek kitett a anyag végül az öntött kadmiumnál is lágyabb lehet. A hideghengerlést követően a kadmium szilárdsága jelentősen megnő, de az újrakristályosodás már szobahőmérsékletén is beáll és így az anyagszilárdsági tulajdonságai nem állandóak. A lágy és képlékeny kadmium kitűnően alkalmas arra,hogy akár rúdsajátolással, akár üregen való át* húzással vékony rudakat és huzalokat készítsenek. ■ ̇'“ • f A kadmium a többi, lágy színes fémhez hasonlóan forgácsolással könnyen megmunkálható. A kadmium hőkezelhető, fő* leg hengerlés után érdemes alacsony hőfokon (110—80 C fok) kilágyításnak alávetni. Az anyag nem stabil, mert a lassú újrakristályosodás szobahőmérsékleten is folytatódik. A kadmium korrózióállósága A nedves levegő a kadmium felületét eloxálja és világossárga oxidhártya keletkezik, ami minden, további korróziónak elejét veszti. Ugyanígy, ha a kadmiumot levegőn 300 fokig hevítjük, felületén barna oxid- shártya jön létre, ami további revésedésnek veszi elejét. Magasabb hőmérsékleten viszont az oxid elgőzölög és így az anyag teljesen oxidálódik. A fémes kadmiumot a forróvíz nem támadja meg. A kadmiumgőzök a vízgőzt eldolják. A kadmiumfémet a sós, a kénsav és különösen a slétromsav megtámadja, ecesavban viszont csak gyeng oldódik. A vízbe adott lúg ugyancsak megtámadják. A kadmium mint ötvözőkotó is fontos szerephez js az ezüsttel, az antimonnal más fémekkel alkotott ötvötei a technika számos terültén találtak alkalmazásra. Forgácsoló /Szerszámok 1 IWO Gyártelep. jjg». y „ BP.XIII., MITTIGup 132 — 131 Budapest 62., Postafiófó 340 - MNB. 10 Telefon: 201-169. 200-230 204-040. Gyártmányaink: Szabályosan több élű fémforgácsoló szerszámok, menetvágószerszámok, marószerszámok, darabolószerszámok, dörzsölőszerszámok, fogazószerszámok, különleges szerszámok.