1. Impact principal de la teneur en béryllium sur les propriétés du cuivre-béryllium
1.1 Propriétés mécaniques (résistance, dureté, ductilité)
Faible teneur en Be (0,2 à 0,6 %, par exemple QBe0,3, QBe0,6) : l'alliage forme moins de précipités de CuBe₂ après traitement thermique, ce qui entraîne une résistance (résistance à la traction : 400 à 600 MPa) et une dureté (HB : 120 à 180) modérées. Il conserve une bonne ductilité (allongement : 15 à 25 %) et est souvent utilisé dans des applications non-traitées thermiquement-ou partiellement durcies.
Teneur moyenne en Be (0,8 à 1,2 %, par exemple QBe0,9, QBe1.2) : une précipitation équilibrée de CuBe₂ conduit à une résistance élevée (résistance à la traction : 800 à 1 000 MPa) et une dureté (HB : 240 à 300), avec une ductilité acceptable (allongement : 8 à 15 %). Cette gamme est largement utilisée pour les composants généraux-à haute résistance-.
Teneur élevée en Be (1,5 à 2,2 %, par exemple, QBe1.7, QBe2, QBe2.15) : la formation maximisée de précipités de CuBe₂ offre une résistance ultra élevée (résistance à la traction : 1 100 à 1 400 MPa) et une dureté (HB : 320 à 400) - parmi les alliages de cuivre les plus résistants disponibles. Cependant, la ductilité diminue considérablement (allongement : 3 à 8 %) en raison de la fraction volumique élevée de précipités, rendant l'alliage plus cassant sous des déformations extrêmes.
1.2 Conductivité électrique et thermique
La conductivité électrique (EC) et la conductivité thermique sont essentielles pour les applications nécessitant à la fois des performances structurelles et un transfert d'énergie.
Faible teneur en Be (0,2 à 0,6 %) : conductivité plus élevée (EC : 45 à 60 % IACS) en raison du nombre réduit d'atomes de Be perturbant le réseau de cuivre.-Le Be a une conductivité électrique inférieure à celle du Cu, donc la réduction de la teneur en Be préserve la conductivité inhérente du Cu.
Teneur moyenne en Be (0,8 à 1,2 %) : conductivité modérée (EC : 30 à 40 % IACS) - un équilibre entre résistance et conductivité.
Teneur élevée en Be (1,5 à 2,2 %) : conductivité inférieure (EC : 18 à 28 % IACS) - nombre accru de précipités de CuBe₂ et d'atomes de Be diffusant des électrons, réduisant ainsi l'efficacité du transfert électrique et thermique.
1.3 Résistance à la corrosion
Toutes les nuances BeCu présentent une excellente résistance à la corrosion (supérieure à la plupart des alliages de cuivre) grâce à la formation d'une couche d'oxyde protectrice sur la surface. Cependant:
Faible-grades Be (inférieur ou égal à 0,6 %) : résistance légèrement meilleure à la corrosion générale et à la fissuration par corrosion sous contrainte (SCC) dans des environnements difficiles (par exemple, eau de mer, solutions acides) grâce à une matrice de cuivre plus uniforme.
Degrés Be élevés-(supérieurs ou égaux à 1,7 %) : toujours résistants à la corrosion-mais peuvent être plus sensibles au SCC sous des contraintes de traction extrêmes, nécessitant un traitement thermique de soulagement des contraintes dans les applications critiques (par exemple, équipements marins ou chimiques).
1.4 Résistance à la fatigue et résistance à l'usure
Résistance à la fatigue: Augmente avec le contenu Be jusqu'à ~ 2,0 %. Les nuances High-Be (QBe1.7, QBe2) ont une excellente résistance à la fatigue (limite d'endurance : 350–450 MPa) en raison des précipités stables de CuBe₂ qui empêchent la propagation des fissures-idéales pour les applications de charge dynamique (par exemple, ressorts, vannes).
Résistance à l'usure: S'améliore avec Be content. Les nuances High-Be sont plus dures et plus résistantes à l'usure-, ce qui les rend adaptées aux composants à forte-usure (par exemple, roulements, engrenages, contacts électriques soumis à des accouplements répétés).
1.5 Usinabilité
L'usinabilité est influencée par la dureté :
Faible-qualités Be (doux, non-traité thermiquement-) : mauvaise usinabilité en raison d'une ductilité élevée (tend à « encrasser » les outils).
Moyen/Élevé-Nations Be (traitées thermiquement-) : bonne usinabilité grâce à une dureté plus élevée et une ductilité plus faible, produisant des copeaux courts et cassants. Cependant, les qualités Be - élevées nécessitent des outils tranchants et une lubrification appropriée pour éviter l'usure des outils (les copeaux contenant du Be - sont abrasifs).
