Всего на сайте:
248 тыс. 773 статей

Главная | Химия

Магниевые сплавы  Просмотрен 529

Сплавы на магниевой основе характеризуются малой плотностью (1,74 г/см3), высокой удельной прочностью (удельная прочность — предел прочности материала, отнесённый к его плотности), способностью воспринимать ударные нагрузки, хорошей обрабатываемостью резанием.

Основными легирующими элементами магниевых сплавов являются Al, Zn, Мn. Все эти элементы имеют ограниченную растворимость в магнии (рис. 3.37).

Рис. 3.37. Начальные области диаграмм состояния магния с различными элементами

При охлаждении магниевых сплавов, содержащих Al, Zn, Мn, из твёрдого раствора выделяются вторичные кристаллы упрочняющих фаз, улучшающие механические свойства. Однако упрочняющее действие этих фаз сохраняется только до температуры 150…200 °С.

Для улучшения механических свойств при работе с повышенной температурой магниевые сплавы легируют цирконием, неодимом и иттрием. Указанные элементы образуют с магнием интерметаллидные фазы, которые позволяют сохранить повышенную прочность до температуры ~ 300°С.

По способу производства изделий магниевые сплавы подразделяют на деформируемые (ГОСТ 14957-76), предназначенные для обработки давлением (их маркируют буквами МА), и литейные (ГОСТ 28561-79) - для получения деталей методом литья (их маркируют буквами МЛ).

Деформируемые сплавы идут на изготовление горячекатаных прутков, полос, профилей, поковок и т. д. Сплав МА1 обладает хорошей пластичностью, свариваемостью и коррозионной стойкостью. Сплав МА14 отличается повышенными механическими свойствами, жаропрочностью (до 250°С) и не склонен к коррозии под напряжением. К недостаткам этого сплава относится склонность к образованию трещин при горячей прокатке.

Широко применяют литейный сплав МЛ5, в котором хорошо сочетаются механические и литейные свойства. Сплав МЛ10 сохраняет жаропрочность до температуры 300°С.

Слитки и фасонные отливки подвергают диффузионному отжигу (гомогенизации) при температуре 400…490°С в течение 10…24 часов.

Магниевые сплавы делятся на термически упрочняемые и термически неупрочняемые.

Закалка и старение магниевых сплавов характеризуется рядом особенностей, которые обусловлены малой скоростью протекания в них диффузионных процессов. Выдержка при закалке составляет ~ 30 часов, закалку можно осуществлять на воздухе. Искусственное старение проводят при температуре ~ 200°С, продолжительность старения около суток.

Прочность магниевых сплавов в процессе старения можно повысить только на 20…30 %.

Наибольший упрочняющий эффект от термической обработки наблюдается в сплавах магния с иттрием и неодимом.

Разработанные в последние годы сплавы системы Mg-Zr отличаются высокой технологической пластичностью, удовлетворительной коррозионной стойкостью.

Механические свойства литейных сплавов повышают модифицированием, повышением чистоты сплава, гомогенизацией. Наиболее распространёнными литейными сплавами являются сплавы системы Mg-Al-Zn (МЛ5 и МЛ6). Из них изготавливают сложные отливки (корпуса приборов), коробки передач в самолётостроении, корпуса, колёса (в конструкциях автомобилей).

Сплавы системы Mg-Zn-Zr (МЛ 12) характеризуются высокими механическими и технологическими свойствами при комнатной и повышенной температурах. Эти сплавы подвергаются упрочняющей термической обработке, которая состоит из закалки от 400°С на воздухе и искусственного старения при температуре 150°С в течение 50 часов.

Деформируемые магниевые сплавы имеют более высокий комплекс механических свойств после закалки и старения, чем литейные сплавы. Так, например, деформируемый сплав АМА14 имеет следующий комплекс свойств: Ϭв=350 МПа, Ϭ0,2=300 МПа, δ=9 %, а литейный сплав МЛ 12 - Ϭв=270 МПа, Ϭ0,2 = 160 МПа, δ=6 %.

Применение магниевых сплавов ввиду их большой удельной прочности позволяет уменьшить массу деталей машин. В самолетостроении из магниевых сплавов изготавливают колеса и вилки шасси, различные рычаги, корпуса приборов, насосов, коробок передач, фонари и двери кабин, детали планера самолета. Из магниевых сплавов изготавливают также корпуса ракет, обтекатели, корпуса насосов, топливные и кислородные баки, опорные узлы, стабилизаторы. Прокат из магниевых сплавов находит применение в конструкциях автомобилей, особенно гоночных (колеса, картеры, крышки, маслопомпы), в приборостроении (корпуса и детали приборов, биноклей, кино- и фотоаппаратов).

 

Контрольные вопросы

1. Какими элементами легируются магниевые сплавы?

2. Как можно улучшить механические свойства магниевых сплавов при повышенных температурах?

3. На какие группы делятся магниевые сплавы по способу производства?

4. Приведите марки магниевых сплавов.

5. Какой термической обработке подвергаются магниевые сплавы?

6. В сплавах магния с какими элементами наблюдается наибольший упрочняющий эффект от термической обработки?

7. Как можно улучшить механические свойства литейных магниевых сплавов?

Предыдущая статья:Алюминиевые сплавы Следующая статья:Антифрикционные сплавы
page speed (0.126 sec, direct)