Что такое магниевый сплав

Магний

Поставщик Ауремо ООО www.auremo.org
Купить: Санкт-Петербург +7(812)680-16-77, Днепр +380(56)790-91-90, info[æ]auremo.org
Магний труба, лента, проволока, лист, круг Магний

Свойства и полезная информация:

Характеристики: малая плотность магниевых сплавов в сочетании с довольно высокой удельной плотностью и целым рядом физико-химических свойств делает их ценными для различных областей народного хозяйства — в машиностроении, в том числе в сельскохозяйственном, автомобильном, приборостроении, самолетостроении, космической технике, радиотехнике, полиграфической, текстильной промышленности и т. д. Магниевые сплавы хорошо поглощают вибрации, что важно для авиации, транспорта и машиностроения. Удельная вибрационная прочность магниевых сплавов с учетом демпфирующей способности почти в 100 раз больше, чем у дуралюмина, и в 20 раз больше, чем у легированной стали. Магниевые сплавы обладают хорошей обрабатываемостью резанием. При механической обработке этих сплавов допускается скорость резания в 7 раз выше, чем для сталей, и в 2 раза выше, чем для алюминиевых сплавов. Магниевые сплавы немагнитны и не дают искры при ударах и трении. Большую выгоду дает применение магниевых сплавов в деталях, работающих на продольный или поперечный изгиб. По удельной жесткости при изгибе и кручении магниевые сплавы превышают алюминиевые на 20 % и стали на 50 %.

Магниевые сплавы в горячем состоянии хорошо прессуются, куются и прокатываются. Они широко применяются в виде поковок, штамповок, листов, профилей, прутков, труб и т. д.

Магний имеет значение не только как ценный технический материал, но и как заменитель дефицитных и дорогостоящих металлов.

В зависимости от химического состава магний выпускается трех марок: Мг96 (99,96 % Mg), Мг95 (99,95 % Mg) и Мг90 (99,95 % Mg). Магний поставляется в чушках массой 8,0 ± 1 кг.

В России освоено производство магния повышенной (99,99 % Mg) и высокой чистоты (99,9999 % Mg), а также гранулированного магния.

Сплавы магния. Промышленные магниевые сплавы принято делить на литейные для получения деталей методом фасонного литья (МЛ) и деформируемые для получения полуфабрикатов и изделий путем пластической деформации (МА). По применению их классифицируют на конструкционные и со специальными свойствами.

Термомеханическая обработка (ТМО) является одним из методов повышения прочности стареющих деформируемых магниевых сплавов. В практике используют три вида ТМО: низкотемпературную (НТМО), высокотемпературную (ВТМО) и комбинированную (КТМО).

При НТМО деформация осуществляется в температурной области ниже порога рекристаллизации. Она заключается в закалке с температуры твердого раствора, холодной (или теплой) деформации (10—15 %) с последующим старением. ВТМО — нагрев до температуры образования перенасыщенного твердого раствора, горячая пластическая деформация и старение.

КТМО — нагрев при температуре 490—530 °С (для сплава МАП) в течение 2 ч, подстуживание на воздухе до 300—350 °С, деформирование при этой температуре (50—90 %), деформация вхолодную (5—10 %), последующее искусственное старение при 175°С в течение 2,5 ч. Полученное упрочнение сохраняется до 300 °С.

Сверхлегкие сплавы (магниеволитиевые сплавы). Особенностями сверхлегких сплавов являются низкая плотность (1,350—1,600 т/м 3 ), повышенная пластичность и обрабатываемость давлением при температурах, значительно более низких, чем обычных магниевых сплавов, высокая удельная жесткость и высокий предел текучести при сжатии, отсутствие чувствительности к надрезу, незначительная анизотропия механических свойств, высокая теплоемкость, хорошие механические свойства при криогенных температурах.

Сплавы магния широко применяются в промышленности: сплав МА18 применяют для малонагруженных деталей, работающих при температуре —253 + 60 °С, когда требуются высокая жесткость и малая масса. Сплав МА21 применяют для средненагруженных деталей, работающих при температуре до 100—125 °С и криогенных температурах, когда требуются высокая жесткость и повышенная прочность при сжатии. Сплав МА17 находит применение в радиотехнической промышленности для изготовления звукопроводов ультразвуковых линий задержки.

Изготовление приборов из этого сплава позволяет повысить надежность их работы, а также снизить трудоемкость изготовления и уменьшить себестоимость.

Сплав МА2-2 используется в полиграфической промышленности для изготовления клише. Внедрение его повышает прочность клише, увеличивает их тиражеустойчивость, сокращает время травления и повышает производительность машин. Для улучшения качества поверхности клише следует применять фильтрацию расплава через стальную сетку с ячейками 1,2Х X 1,2 мм.

Сплавы МЛ 16, МЛ16пч, МЛ16вч, МЛ4вч используются в качестве протекторов с высокой коррозионной стойкостью, которая обеспечивается путем глубокой очистки магния от вредных примесей железа, никеля, меди и кремния. Применение их в магистральных газо- и нефтепроводах, а также для защиты подводной части корпусов судов значительно удлиняет срок службы защищаемых объектов.

Сплав МЦИ предназначен для литья деталей, работающих в условиях воздействия вибрационных нагрузок. Демпфирующая способность сплава МЦИ в несколько десятков раз выше, чем магниевых сплавов, используемых в качестве конструкционных сплавов. Использование сплава МЦИ в конструкциях, подвергающихся вибрациям, позволит уменьшить массу, увеличить надежность и срок службы изделий, а также существенно снизить шум. Сплав хорошо сваривается аргонодуговой сваркой, отлично обрабатывается резанием и обладает довольно хорошей коррозионной стойкостью.

Получение магниевых сплавов: плавка магниевых сплавов осуществляется двумя основными методами: одноступенчатым и двухступенчатым (комбинированным).

При одноступенчатом методе плавки разливка металла в формы или изложницы (кристаллизаторы) производится непосредственно из печей, в которых производилась плавка металла. Заливка металла в формы может производиться или с помощью разливочных ковшей в случае плавки металла в стационарных плавильных печах (тигельных и отражательных) или непосредственно из плавильного тигля в случае плавки металла в выемных стальных тиглях.

При двухступенчатом методе плавка и разливка металла производятся по следующей схеме:

1. При фасонном литье расплавление металла ведется в отражательных печах большой емкости или в стационарных литых тиглях или в индукционных печах;

— слив расплавленного металла производится в раздаточные стационарные стальные литые тигли или в выемные сварные стальные тигли путем поворота печи или с помощью разливочных приспособлений;

— после этого металл заливается в формы из стационарных литых тиглей ковшами или из выемных сварных тиглей непосредственно.

2. При литье слитков металл плавится в отражательной печи; затем переливается из печи в миксер, где производится доводка расплава (рафинированием, модифицированием, выстаиванием) и подогрев до требуемой температуры, после этого металл транспортируется из миксера в кристаллизатор по желобу или подается в кристаллизатор по металлопроводу с помощью насосов.

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Источник

Магний

Поставщик Ауремо ООО www.auremo.org
Купить: Санкт-Петербург +7(812)680-16-77, Днепр +380(56)790-91-90, info[æ]auremo.org
Магний труба, лента, проволока, лист, круг Магний

Свойства и полезная информация:

Характеристики: малая плотность магниевых сплавов в сочетании с довольно высокой удельной плотностью и целым рядом физико-химических свойств делает их ценными для различных областей народного хозяйства — в машиностроении, в том числе в сельскохозяйственном, автомобильном, приборостроении, самолетостроении, космической технике, радиотехнике, полиграфической, текстильной промышленности и т. д. Магниевые сплавы хорошо поглощают вибрации, что важно для авиации, транспорта и машиностроения. Удельная вибрационная прочность магниевых сплавов с учетом демпфирующей способности почти в 100 раз больше, чем у дуралюмина, и в 20 раз больше, чем у легированной стали. Магниевые сплавы обладают хорошей обрабатываемостью резанием. При механической обработке этих сплавов допускается скорость резания в 7 раз выше, чем для сталей, и в 2 раза выше, чем для алюминиевых сплавов. Магниевые сплавы немагнитны и не дают искры при ударах и трении. Большую выгоду дает применение магниевых сплавов в деталях, работающих на продольный или поперечный изгиб. По удельной жесткости при изгибе и кручении магниевые сплавы превышают алюминиевые на 20 % и стали на 50 %.

Магниевые сплавы в горячем состоянии хорошо прессуются, куются и прокатываются. Они широко применяются в виде поковок, штамповок, листов, профилей, прутков, труб и т. д.

Магний имеет значение не только как ценный технический материал, но и как заменитель дефицитных и дорогостоящих металлов.

В зависимости от химического состава магний выпускается трех марок: Мг96 (99,96 % Mg), Мг95 (99,95 % Mg) и Мг90 (99,95 % Mg). Магний поставляется в чушках массой 8,0 ± 1 кг.

В России освоено производство магния повышенной (99,99 % Mg) и высокой чистоты (99,9999 % Mg), а также гранулированного магния.

Сплавы магния. Промышленные магниевые сплавы принято делить на литейные для получения деталей методом фасонного литья (МЛ) и деформируемые для получения полуфабрикатов и изделий путем пластической деформации (МА). По применению их классифицируют на конструкционные и со специальными свойствами.

Термомеханическая обработка (ТМО) является одним из методов повышения прочности стареющих деформируемых магниевых сплавов. В практике используют три вида ТМО: низкотемпературную (НТМО), высокотемпературную (ВТМО) и комбинированную (КТМО).

При НТМО деформация осуществляется в температурной области ниже порога рекристаллизации. Она заключается в закалке с температуры твердого раствора, холодной (или теплой) деформации (10—15 %) с последующим старением. ВТМО — нагрев до температуры образования перенасыщенного твердого раствора, горячая пластическая деформация и старение.

КТМО — нагрев при температуре 490—530 °С (для сплава МАП) в течение 2 ч, подстуживание на воздухе до 300—350 °С, деформирование при этой температуре (50—90 %), деформация вхолодную (5—10 %), последующее искусственное старение при 175°С в течение 2,5 ч. Полученное упрочнение сохраняется до 300 °С.

Сверхлегкие сплавы (магниеволитиевые сплавы). Особенностями сверхлегких сплавов являются низкая плотность (1,350—1,600 т/м 3 ), повышенная пластичность и обрабатываемость давлением при температурах, значительно более низких, чем обычных магниевых сплавов, высокая удельная жесткость и высокий предел текучести при сжатии, отсутствие чувствительности к надрезу, незначительная анизотропия механических свойств, высокая теплоемкость, хорошие механические свойства при криогенных температурах.

Сплавы магния широко применяются в промышленности: сплав МА18 применяют для малонагруженных деталей, работающих при температуре —253 + 60 °С, когда требуются высокая жесткость и малая масса. Сплав МА21 применяют для средненагруженных деталей, работающих при температуре до 100—125 °С и криогенных температурах, когда требуются высокая жесткость и повышенная прочность при сжатии. Сплав МА17 находит применение в радиотехнической промышленности для изготовления звукопроводов ультразвуковых линий задержки.

Изготовление приборов из этого сплава позволяет повысить надежность их работы, а также снизить трудоемкость изготовления и уменьшить себестоимость.

Сплав МА2-2 используется в полиграфической промышленности для изготовления клише. Внедрение его повышает прочность клише, увеличивает их тиражеустойчивость, сокращает время травления и повышает производительность машин. Для улучшения качества поверхности клише следует применять фильтрацию расплава через стальную сетку с ячейками 1,2Х X 1,2 мм.

Сплавы МЛ 16, МЛ16пч, МЛ16вч, МЛ4вч используются в качестве протекторов с высокой коррозионной стойкостью, которая обеспечивается путем глубокой очистки магния от вредных примесей железа, никеля, меди и кремния. Применение их в магистральных газо- и нефтепроводах, а также для защиты подводной части корпусов судов значительно удлиняет срок службы защищаемых объектов.

Сплав МЦИ предназначен для литья деталей, работающих в условиях воздействия вибрационных нагрузок. Демпфирующая способность сплава МЦИ в несколько десятков раз выше, чем магниевых сплавов, используемых в качестве конструкционных сплавов. Использование сплава МЦИ в конструкциях, подвергающихся вибрациям, позволит уменьшить массу, увеличить надежность и срок службы изделий, а также существенно снизить шум. Сплав хорошо сваривается аргонодуговой сваркой, отлично обрабатывается резанием и обладает довольно хорошей коррозионной стойкостью.

Получение магниевых сплавов: плавка магниевых сплавов осуществляется двумя основными методами: одноступенчатым и двухступенчатым (комбинированным).

При одноступенчатом методе плавки разливка металла в формы или изложницы (кристаллизаторы) производится непосредственно из печей, в которых производилась плавка металла. Заливка металла в формы может производиться или с помощью разливочных ковшей в случае плавки металла в стационарных плавильных печах (тигельных и отражательных) или непосредственно из плавильного тигля в случае плавки металла в выемных стальных тиглях.

При двухступенчатом методе плавка и разливка металла производятся по следующей схеме:

1. При фасонном литье расплавление металла ведется в отражательных печах большой емкости или в стационарных литых тиглях или в индукционных печах;

— слив расплавленного металла производится в раздаточные стационарные стальные литые тигли или в выемные сварные стальные тигли путем поворота печи или с помощью разливочных приспособлений;

— после этого металл заливается в формы из стационарных литых тиглей ковшами или из выемных сварных тиглей непосредственно.

2. При литье слитков металл плавится в отражательной печи; затем переливается из печи в миксер, где производится доводка расплава (рафинированием, модифицированием, выстаиванием) и подогрев до требуемой температуры, после этого металл транспортируется из миксера в кристаллизатор по желобу или подается в кристаллизатор по металлопроводу с помощью насосов.

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Источник

Что такое магниевый сплав

Электронный научный журнал «ТРУДЫ ВИАМ»

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ
«ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ АВИАЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ»
НАЦИОНАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО ЦЕНТРА «КУРЧАТОВСКИЙ ИНСТИТУТ»
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Авторизация

Статьи

В зависимости от области применения магниевые сплавы подразделяют на следующие группы: высокопрочные, жаропрочные, коррозионностойкие. Данные сплавы по своему назначению относятся к различным системам: Mg–Al–Zn, Mg–Zn–Zr, Mg–РЗМ. Рассмотрены сплавы, относящиеся к вышеперечисленным группам, приведены их основные характеристики (пределы прочности и текучести при растяжении, коррозионная стойкость, предел длительной прочности, ударная вязкость), а также область применения.

Работа выполнена в рамках реализации комплексного научного направления 10.10. «Энергоэффективные, ресурсосберегающие и аддитивные технологии изготовления деформированных полуфабрикатов и фасонных отливок из магниевых и алюминиевых сплавов» («Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года»)

Введение

Повышение требований к изделиям авиационной, космической, военной и других отраслей промышленности приводит к необходимости поиска и разработки современных технологических решений и применения экологически чистых материалов с высокими прочностными свойствами, способных выдержать высокие нагрузки при различных условиях эксплуатации, что позволит повысить безопасность использования и весовую эффективность изделия [1].

В реализации поставленных задач значимую роль играет магний и его сплавы. Основным достоинством магниевых сплавов является их малая плотность при сравнительно высоких прочностных свойствах, что определяет к ним интерес как к легким конструкционным материалам [2]. Применение магниевых сплавов также позволяет существенно снизить массу изготавливаемых деталей и тем самым улучшить весовые характеристики изделий в целом, а также уменьшить расход топлива. Магний является одним из основных промышленных металлов, но объем его производства продолжает заметно уступать объему производства алюминия и стали [3–5].

Являясь самым легким конструкционным материалом, магниевые сплавы обладают сравнительно высокой химической стойкостью по отношению к щелочам, керосину, бензину и минеральным маслам, способностью к поглощению повышенных ударных нагрузок, а также хорошо обрабатываются резанием. За последние годы в области исследования и разработки магниевых сплавов заметен значительный рост.

В связи с повышением требований к прочностным и ресурсным характеристикам материалов из легких сплавов, в производстве целесообразно использовать новые литейные магниевые сплавы ВМЛ18 и ВМЛ20 с повышенными прочностными и коррозионными характеристиками взамен серийно применяемых сплавов.

В данной работе рассмотрены следующие группы сплавов: высокопрочные, жаропрочные и коррозионностойкие [6].

Характеристики магниевых сплавов

Наиболее широко применяются в технике литейные магниевые сплавы МЛ5, МЛ5п.ч., МЛ10, МЛ12.

Литейные магниевые сплавы в зависимости от условий эксплуатации подразделяют на три группы:

– высокопрочные магниевые сплавы – пригодны для эксплуатации при температурах от комнатной до 150°С (МЛ5, МЛ5п.ч., МЛ12);

– сплавы с повышенной коррозионной стойкостью – для работы при температурах от комнатной до 150°С (МЛ5п.ч., МЛ10);

– жаропрочные сплавы – работоспособные при температурах от 200 до 350°С (МЛ10, МЛ9, МЛ19) [7].

Плавка магниевых сплавов

В отличие от других металлов и сплавов (алюминий, цинк, медь) магниевые сплавы в расплавленном состоянии обладают высокой реакционной способностью: они легко образуют соединения с кислородом и азотом воздуха, разлагают пары воды и поглощают водород. В связи с этим плавку магниевых сплавов проводят в тигельных печах под слоем флюса, который, плавясь при более низкой температуре, создает защитный слой, предохраняющий магниевый сплав от соприкосновения с атмосферным воздухом, или в специальных печах без доступа воздуха [8]. При выплавке магниевых сплавов применяют стальные тигли, так как графитовые подвержены разъеданию плавильными флюсами, а шамотные – загрязняют сплав силицидом и оксидом магния.

Флюсы должны удовлетворять следующим требованиям:

– иметь температуру плавления ниже температуры расплавленного металла;

– обладать хорошей рафинирующей способностью (удалять из сплава оксиды и нитриды);

– обладать хорошей жидкотекучестью;

– иметь бóльшую плотность при повышенной температуре (750°С), чем плотность магниевого сплава при той же температуре.

При изучении процесса удаления твердых неметаллических включений из магниевых сплавов установлено, что при повышении температуры эти включения довольно быстро осаждаются на дно тигля. При температуре 750°С происходит практически полное осаждение из расплава твердых оксидов и нитридов. Улучшение отстаивания расплава при повышении температуры связано с увеличением разности в плотностях сплава и взвешенных неметаллических частиц.

Более полное удаление твердых неметаллических включений осуществляется посредством обработки сплава расплавленным флюсом. Для ускорения процесса полного удаления неметаллических примесей из расплава его следует перемешивать.

По окончании перемешивания начинается процесс оседания этих частиц на дно тигля. Очищение расплава от взвеси хлоридов и оксидов будет происходить тем полнее, чем меньше поверхностная активность флюса к сплаву, больше его плотность и продолжительность отстаивания расплава. Для полного оседания флюса расплав перегревают (до 850–900°С), при этом вязкость металла уменьшается, а флюсы практически полностью оседают на дно тигля. С другой стороны, при перегреве достигается измельчение структуры сплава, что приводит к улучшению механических свойств отливаемых деталей. Перегрев сплава осуществляют непосредственно в тиглях с последующим охлаждением металла вместе с печью до температуры заливки металла в форму [9–11].

Благоприятное воздействие на измельчение структуры магниевых сплавов оказывает также элементарный углерод, который образуется из газообразных или летучих соединений углерода, вводимых в сплав при температуре 740°С. В настоящее время нашел широкое применение способ модифицирования магниевых сплавов с использованием углекислых кальция и магния.

В США в отдельных случаях процесс плавки магниевых сплавов проводят в нейтральной атмосфере под газовым слоем аргона или в котлах закрытого типа.

В России плавку проводят в обычных плавильных тиглях, закрытых крышкой из стали. Бесфлюсовую плавку магниевых сплавов проводят в открытой печи под защитой элегаза, который обеспечивает получение высококачественных сплавов. Соприкасающиеся поверхности механически обрабатывают для более плотного прилегания крышки к верхним кромкам тигля. Печь оборудована местной отсасывающей вентиляцией. Подача в тигель газа, защищающего металл от окисления, осуществляется периодически из баллона через редуктор, ротаметр и трубопровод, введенный в верхнюю часть тигля через отверстие в крышке. Подгрузку шихты в тигель также проводят через отверстие в крышке [12].

Литье магниевых сплавов

Сплав, готовый к разливке по формам, должен отвечать заданному химическому составу, быть свободным от неметаллических включений – оксидов, нитридов, растворенных газов (водорода) и вредных металлических примесей (щелочных металлов, железа, никеля и др.). Желательно, чтобы потери сплава при его приготовлении были минимальными.

Технологический процесс необходимо проводить в соответствии с физико-химическими особенностями поведения магния.

При нагревании на воздухе магний окисляется и горит. Высокая упругость паров магния (способность к сублимации) делает практически невозможной плавку его сплавов в вакууме. Кислород практически нерастворим в магнии и его сплавах. Образующиеся оксиды магния и легирующих металлов находятся в расплаве как самостоятельная твердая фаза, а упругость их диссоциации в сплаве равна упругости диссоциации свободного оксида. Аналогично ведет себя магний и при взаимодействии с азотом [13, 14].

Вследствие того, что плотность оксида и нитрида магния более высокая по сравнению с плотностью расплава, они оседают на дно металлической ванны. Таким образом, при плавке на воздухе возможно получить расплав, свободный от кислорода, азота и твердых оксидных включений.

Высокая теплота образования оксида магния и низкое значение энергии активации реакции взаимодействия кислорода с магнием обуславливают протекание ее в очень узкой зоне на поверхности контакта реагирующих фаз с большой скоростью. Следовательно, скорость окисления сплава при плавке на воздухе пропорциональна площади поверхности, на которой происходит взаимодействие, т. е. пропорциональна площади поверхности металла в плавильной печи.

Эти особенности позволяют проводить плавку магниевых сплавов в открытых печах при защите шихты от интенсивного окисления, если потери от угара при этом незначительны. При небольшом зеркале металла в печи и малой продолжительности плавления защита от окисления легко достигается путем нанесения на поверхность расплава защитного флюса. Применение флюса позволяет интенсифицировать процесс удаления из сплава оксидов и нитридов.

В настоящее время процесс изготовления магниевых сплавов осуществляется в стационарных тиглях с ковшовым разливом, в выемных тиглях с разливом сплава из этих же тиглей и с использованием дуплекс-процесса, когда твердую шихту расплавляют в одной печи и затем переливают в другую (миксер, раздаточный тигель) для доработки, после чего разливают по формам [15].

Высокопрочные магниевые сплавы

Высокопрочные литейные магниевые сплавы предназначены для эксплуатации при температурах до 150 (длительно) и 200°С (кратковременно). К данной группе можно отнести следующие сплавы: МЛ5, МЛ5п.ч., МЛ8, МЛ12, МЛ15, ВМЛ18, ВМЛ20.

В настоящее время наибольшее применение в промышленности нашли сплавы МЛ5 и МЛ5п.ч. системы Mg–Al–Zn, обладающие хорошей технологичностью, низкой склонностью к образованию горячих трещин, удовлетворительной коррозионной стойкостью. Сплав МЛ5п.ч. по механическим свойствам аналогичен сплаву МЛ5, однако обладает более высокой коррозионной стойкостью благодаря повышенной чистоте по примесям.

Сплавы МЛ5 и МЛ5п.ч. в основном обрабатываются по режиму Т4. Режим Т6 используется для повышения предела текучести сплавов МЛ8, ВМЛ18 и ВМЛ20, однако при этом снижается их коррозионная стойкость [16].

Во ФГУП «ВИАМ» разработаны:

– коррозионностойкий литейный магниевый сплав ВМЛ18 (аналог сплава МЛ5п.ч.);

– высокопрочный литейный магниевый сплав ВМЛ20 (аналог сплава МЛ8).

Сплав ВМЛ18 системы Mg–Al–Zn обладает повышенными пределами прочности и текучести (на 2 и 40% соответственно), а также повышенной коррозионной стойкостью (в 2,5 раза) по сравнению со сплавом МЛ5п.ч. При термической обработке используют такие же режимы, что и для сплава МЛ5п.ч.

Сплав ВМЛ20 системы Mg–Zn–Zr термообрабатывают по режимам Т6 и Т61. Сплав ВМЛ20 по сравнению со сплавом МЛ8 (система Mg–Zn–Zr) обладает наиболее высокими значениями пределов прочности и текучести, благодаря чему может быть использован для замены некоторых алюминиевых сплавов при изготовлении отливок. Сплав ВМЛ20 превосходит МЛ8 по временному сопротивлению на 13%, пределу текучести – на 30%.

Сплавы МЛ8, МЛ12, МЛ15, ВМЛ20 обладают следующими преимуществами перед другими конструкционными материалами:

– более высоким пределом текучести при комнатной и высоких температурах;

– повышенным сопротивлением ползучести при длительных выдержках;

– пониженной чувствительностью к надрезу при статическом нагружении;

Основные характеристики сплавов представлены в табл. 1. Свойства приведены для образцов, вырезанных из отливок и термообработанных по применяемым в промышленности режимам [17–19].

Механические и коррозионные свойства высокопрочных магниевых сплавов

Источник