Литейные магниевые сплавы.

По химическому составу многие литейные сплавы магния близки к деформируемым (см. табл. 12.5). Преимуществом литейных сплавов перед деформируемыми является значительная экономия металла при производстве деталей, поскольку высокая точность размеров и хорошая чистота поверхности отливок почти исключают их обработку резанием. Однако из-за грубозернистой литой структуры они имеют более низкие механические свойства, особенно пластичность. Улучшение механических свойств литейных сплавов достигается различными способами; перегревом, модифицированием, гомогенизацией отливок, а также применением особо чистых шихтовых материалов при приготовлении сплавов. Перегрев дает хорошие результаты в сплавах с алюминием, выплавленных в железных тиглях. В результате взаимодействия алюминия с железом образуются частицы соединения которые являются дополнительными центрами кристаллизации.

Для модифицирования используют цирконий, магнезит, мел. При гомогенизации происходит растворение грубых интерметаллидных фаз, охрупчивающих сплавы.

Механические свойства литейных магниевых сплавов в основном находятся на уровне свойств литейных алюминиевых сплавов, но, обладая меньшей плотностью, магниевые сплавы превосходят их по удельной прочности.

Наибольшее применение нашли сплавы системы особенно сплавы с повышенным содержанием алюминия. Для сплавов этой системы характерен более широкий, чем у алюминиевых сплавов, интервал кристаллизации. В результате они обладают пониженной жидкотекучестью, усадочной пористостью (рыхлота) и низкой герметичностью, склонностью к образованию горячих трещин. С увеличением

содержания алюминия литейные свойства сначала ухудшаются, поскольку увеличивается интервал кристаллизации, а затем, при проявлении неравновесной эвтектики - улучшаются; повышаются прочностные характеристики. Однако из-за большого количества интерметаллидных фаз, в том числе и эвтектических (рис. 12.13), сплавы с большим содержанием алюминия обладают пониженной пластичностью. Наилучшее сочетание литейных и механических свойств имеют сплавы, содержащие Небольшие добавки цинка способствуют улучшению технологических свойств. Гомогенизация при 420 °С (12-24 ч) и закалка от этой температуры способствуют повышению прочности и пластичности. Вследствие малой скорости диффузии алюминия в магнии сплавы закаливаются при охлаждении на воздухе. Старение при 170-190 °С дополнительно повышает временное сопротивление и особенно предел текучести сплавов.

Малая плотность магниевых сплавов, а в отдельных случаях высокая удельнчч прочность, способствуют их широкому применению в самолетостроении (корпуса приборов, насосов, коробок передач, фонари и двери кабин и др.), ракетной технике (корпуса ракет, обтекатели, топливные и кислородные баки, стабилизаторы), конструкциях автомобилей, особенно гоночных (корпуса, колеса, помпы и др.), в приборостроении (корпуса и детали приборов). Вследствие малой способности к поглошению тепловых нейтронов их используют в атомной технике (см. п. 14.5) в результате высокой демпфирующей способности при производстве кожухов для электронной аппаратуры.

Рис. 12.13. Микроструктура сплава в литом состоянии,

Более высокими технологическими и механическими свойствами при 20-25 °С и повышенных температурах обладают сплавы магния с цинком и цирконием , а также сплавы, дополнительно легированные кадмием улучшают литейные свойства. Они снижают склонность сплавов к образованию горячих трещин и пористости, увеличивают прочность при обычных и повышенных температурах. Цирконий значительно измельчает крупнозернистую структуру отливок, способствует очистке сплавов от вредных примесей, а также благоприятно влияет на свойства твердого раствора, повышает темпера-туру рекристаллизации. Кадмий улучшает механические и технологические свойства. Высокопрочные литейные сплавы применяют для нагруженных деталей самолетов и авиадвигателей (корпусов компрессоров, картеров, ферм шасси, колонок управления и др.).