1. Impacto central do conteúdo de berílio nas propriedades do cobre-berílio
1.1 Propriedades Mecânicas (Resistência, Dureza, Ductilidade)
Baixo teor de Be (0,2–0,6%, por exemplo, QBe0,3, QBe0,6): A liga forma menos precipitados de CuBe₂ após o tratamento térmico, resultando em resistência moderada (resistência à tração: 400–600 MPa) e dureza (HB: 120–180). Ele mantém boa ductilidade (alongamento: 15–25%) e é frequentemente usado em aplicações não-tratadas termicamente-ou parcialmente endurecidas.
Conteúdo médio de Be (0,8–1,2%, por exemplo, QBe0,9, QBe1,2): A precipitação equilibrada de CuBe₂ leva a alta resistência (resistência à tração: 800–1000 MPa) e dureza (HB: 240–300), com ductilidade aceitável (alongamento: 8–15%). Essa faixa é amplamente usada para componentes de-uso geral de alta-resistência.
Alto teor de Be (1,5–2,2%, por exemplo, QBe1.7, QBe2, QBe2.15): a formação maximizada de precipitados de CuBe₂ proporciona ultra-alta resistência (resistência à tração: 1100–1400 MPa) e dureza (HB: 320–400)-entre as ligas de cobre mais fortes disponíveis. No entanto, a ductilidade diminui significativamente (alongamento: 3–8%) devido à alta fração volumétrica de precipitados, tornando a liga mais frágil sob deformação extrema.
1.2 Condutividade Elétrica e Térmica
A condutividade elétrica (EC) e a condutividade térmica são críticas para aplicações que exigem desempenho estrutural e transferência de energia.
Baixo teor de Be (0,2–0,6%): Maior condutividade (EC: 45–60% IACS) devido a menos átomos de Be perturbando a rede de cobre-Be tem menor condutividade elétrica do que Cu, portanto, reduzir o conteúdo de Be preserva a condutividade inerente do Cu.
Conteúdo médio de Be (0,8–1,2%): Condutividade moderada (EC: 30–40% IACS) - um equilíbrio entre resistência e condutividade.
Alto teor de Be (1,5–2,2%): Menor condutividade (EC: 18–28% IACS) - o aumento do número de precipitados de CuBe₂ e átomos de Be dispersam elétrons, reduzindo a eficiência de transferência elétrica e térmica.
1.3 Resistência à Corrosão
Todos os graus de BeCu apresentam excelente resistência à corrosão (superior à maioria das ligas de cobre) devido à formação de uma camada protetora de óxido na superfície. No entanto:
Classes-Be baixas (menor ou igual a 0,6%): resistência ligeiramente melhor à corrosão geral e corrosão sob tensão (SCC) em ambientes agressivos (por exemplo, água do mar, soluções ácidas) devido a uma matriz de cobre mais uniforme.
Altos graus-Be (maior ou igual a 1,7%): ainda resistente à corrosão-, mas pode ser mais suscetível a SCC sob tensão de tração extrema, exigindo tratamento térmico de alívio de tensão em aplicações críticas (por exemplo, equipamentos marítimos ou químicos).
1.4 Resistência à fadiga e resistência ao desgaste
Resistência à fadiga: Aumenta com o conteúdo Be em até ~2,0%. Os altos-graus Be (QBe1.7, QBe2) têm excelente resistência à fadiga (limite de resistência: 350–450 MPa) devido aos precipitados estáveis de CuBe₂ que impedem a propagação de trincas-ideal para aplicações de carga dinâmica (por exemplo, molas, válvulas).
Resistência ao desgaste: Melhora com o conteúdo Be. Classes de alto-Be são mais duras e mais resistentes ao desgaste-, tornando-as adequadas para componentes de alto-desgaste (por exemplo, rolamentos, engrenagens, contatos elétricos sujeitos a acoplamentos repetidos).
1.5 Usinabilidade
A usinabilidade é influenciada pela dureza:
Baixas classes-Be (macias, sem tratamento-térmico-): baixa usinabilidade devido à alta ductilidade (tende a "grudar" nas ferramentas).
Classes-Be médias/altas (tratadas termicamente-): Boa usinabilidade devido à maior dureza e menor ductilidade, produzindo cavacos curtos e quebradiços. No entanto, classes altas de-Be exigem ferramentas afiadas e lubrificação adequada para evitar o desgaste da ferramenta (os cavacos que contêm Be-são abrasivos).
