ГЛАВА XXI. МАГНИЙ И СПЛАВЫ НА ЕГО ОСНОВЕ

1. МАГНИЙ

Магний — металл светло-серого цвета. Характерным свойством магния является его малая плотность Температура плавления магния 650 °С. Кристаллическая решетка гексагональная нм, Технический магний выпускают трех марок Механические свойства литого магния: а деформированного (прессованные прутки): На воздухе магний легко воспламеняется. Используется магний в пиротехнике и химической промышленности.

2. СПЛАВЫ НА ОСНОВЕ МАГНИЯ

Сплавы магния обладают малой плотностью, высокой Удельной прочностью, хорошо поглощают вибрации, что предопределило их широкое использование в авиационной и ракетной

Рис. 188. (см. скан) Диаграммы состояния и влияние на механические свойства сплавов

технике. Однако сплавы магния имеют низкий модуль нормальной упругости и плохо сопротивляются коррозии. Магний не взаимодействует с ураном и обладает низкой способностью поглощать тепловые нейтроны. Поэтому его применяют для изготовления оболочек трубчатых тепловыделяющих элементов в ядерных реакторах. Недостатком магниевых сплавов является трудность обработки давлением и литья. Сплавы удовлетворительно свариваются дуговой сваркой в защитной среде инертных газов, контактной сваркой и хорошо обрабатываются резанием. Чаще применяют сплав магния, с алюминием (до 10 %), цинком (до 5-6 %), марганцем (до 2,5 %), цирконием (до 1,5 %).

Алюминий и цинк в количестве до образующие с магнием твердые растворы и соединения повышают механические свойства магния (рис. 188, б и в). Марганец с магнием образует твердый раствор а. При понижении температуры растворимость марганца в магнии понижается и из -твердого раствора выделяется -фаза (рис. 188, а). Марганец, не улучшая механические свойства, повышает сопротивление коррозии и свариваемость сплавов магния.

Цирконий, будучи введен в сплавы магния с цинком, измельчает зерно, улучшает механические свойства и повышает сопротивление коррозии. Редкоземельные металлы и торий повышают жаропрочность магниевых сплавов. Бериллий в количестве уменьшает окисляемость магния при плавке, литье и термической обработке.

Магниевые сплавы, как и алюминиевые, по технологии изготовления подразделяют на две группы: 1) литейные сплавы — для получения деталей методом фасонного литья, маркируемые буквами деформируемые сплавы, подвергаемые прессованию, прокатке, ковке, штамповке и другим видам обработки давлением, маркируемые буквами Магниевые сплавы, как и алюминиевые, подвергают термической обработке — диффузионному отжигу (гомогенизации), отжигу, закалке и старению. Слитки и фасонные отливки подвергают диффузионному отжигу (гомогенизации) обычно при в течение

При гомогенизации магниевых сплавов избыточные фазы, выделившиеся по границам зерен, растворяются, и состав по объему зерен выравнивается, что облегчает обработку давлением и повышает механические свойства.

Для устранения наклепа и уменьшения анизотропии механических свойств магниевые сплавы подвергают рекристаллизационному отжигу при

Ряд магниевых сплавов может быть упрочнен закалкой и старением. Особенностью магниевых сплавов является малая скорость диффузионных процессов, поэтому фазовые превращения в них протекают медленно. Это требует больших выдержек при нагреве под закалку и искусственном старении По этой же причине возможна закалка на воздухе. Многие сплавы закаливаются при охлаждении отливок или изделий после горячей обработки давлением на воздухе, а следовательно, они могут упрочняться при искусственном старении без предварительной закалки. Гомогенизацию и закалку осуществляют при нагреве до и последующее старение при

Прочность магниевых сплавов процессе старения можно повысить только на Пластичность сплавов при этом уменьшается, поэтому нередко ограничиваются только гомогенизацией (закалкой), улучшающей механические свойства сплавов.

Литейные сплавы. Состав некоторых промышленных литейных сплавов приведен в табл. 37.

Широко применяют сплав в котором сочетаются высокие механические и литейные свойства. Он используется для литья нагруженных крупногабаритных отливок.

Сплав обладает лучшими литейными свойствами, чем и предназначается для изготовления тяжелонагруженных деталей.

Механические свойства сплавов могут быть повышены гомогенизацией при и закалкой на воздухе Более высокие значения временного сопротивления и предела текучести сплав приобретает после добавочного старения при а сплав — после добавочного старения при

Сплав относится к группе жаропрочных и применяется для отливок, работающих при температуре до 300 °С.

(кликните для просмотра скана)

Сплав используют после гомогенизации, закалки от и старения при 200 °С 12-16 ч (Т6).

Сплав наряду с высокими механическими свойствами отличается большой коррозионной стойкостью и хорошими литейными свойствами. Сплав может быть упрочнен гомогенизацией, закалкой от 400 °С на воздухе и длительным старением при Чем мельче зерно, тем выше механические свойства литых магниевых сплавов. Измельчение зерна сплавов, содержащих алюминий, достигается перегревом расплава или модифицированием его добавкой мела или магнезита (до от массы шихты). В обоих случаях образуются нерастворимые частицы играющие роль зародышей для кристаллизации твердого аствор а.

При выплавке и литье магниевых сплавов применяют специальные меры предосторожности для предотвращения загорания сплава. Плавку ведут в железных тиглях под слоем флюса, а при разливке струю металла посыпают серой, образующей сернистый газ, предохраняющий металл от воспламенения. В песчаную почву для уменьшения окисления металла добавляют специальные присадки, например фтористые соли алюминия.

Деформируемые сплавы (см. табл. 37). Эти сплавы изготовляют в виде горячекатаных прутков, полос, профилей, а также поковок и штамповых заготовок.

Магниевые сплавы, имеющие гексагональную решетку, при низких температурах малопластичны, так как сдвиг происходит только по плоскостям базиса (0001). При нагреве до 200-300 °С появляются дополнительные плоскости скольжения (1011) и (1120), и пластичность возрастает, поэтому обработку давлением ведут при повышенных температурах. Чем меньше скорость деформации, тем выше технологическая пластичность магниевых сплавов. Прессование в зависимости от состава сплава ведут при 300-480 °С, а прокатку в интервале температур от 340—440 (начало) до 225-250 °С (конец). Штамповку проводят в интервале температур 480-280 °С в закрытых штампах под прессами. Вследствие текстуры деформации полуфабрикаты (листы, прутки, профили и др.) из магниевых сплавов обнаруживают сильную анизотропию механических свойств. Холодная прокатка требует частых промежуточных рекристаллизационных отжигов.

Сплав обладает сравнительно высокой технологической пластичностью, хорошей свариваемостью и коррозионной стойкостью. По механическим свойствам он относится к сплавам низкой прочности. Введение в сплав измельчает зерно, повышает механические свойства и улучшает деформацию в холодном состоянии.

Сплав относящийся к системе обладает Достаточно высокими механическими свойствами, хорошей технологической свариваемостью, однако склонен к коррозии под

напряжением, поддается всем видам листовой штамповки и легко прокатывается.

Сплав отличается повышенными механическими свойствами, жаропрочен (до 250 °С) и не склонен к коррозии под напряжением.

К недостаткам сплава относится склонность к образованию трещин при горячей прокатке. Сплав упрочняется в процессе искусственного старения при 160-170 °С (Т5). Предварительной закалкой служит охлаждение на воздухе от температур прессования. В связи с малой устойчивостью к коррозии изделия из магниевых сплавов оксидируются. На оксидированную поверхность наносят лакокрасочные покрытия.

Вопросы для самопроверки

(см. скан)