Магниевые сплавы

Магниевые сплавы используются в промышленности очень часто, чем чистый магний. Этот металл – легкий и ковкий, серебристо-белого цвета. Он обладает слишком высокой химической активностью. На воздухе в большинстве случаев покрыт тонкой и прочной пленкой окисла, которая мешает последующему окислению. В наличии кислой среды или же просто большой влажности пленка рушиться, благодаря чему металл начинает активно взаимодействовать с внешней средой.

Значимая характеристика металла – взаимное действие с кислородом. При большой температуре магний окисляется кислородом воздуха, сгорая с выделением немалого количества тепла и света. Такое свойство послужило повсеместному использованию магния в фотовспышках на заре развития фотографии. Химическая активность и не наиболее подходящие механичные характеристики значительно ограничивают использование чистого магния в промышленности.

Для увеличения механических параметров и придания устойчивости к химии используют разные сплавы с магнием. В качестве важных элементов в композициях самое большое распространение получили алюминий, цинк и марганец. Данные металлы вводятся в состав в количестве до 10%. Помимо данных важных элементов, сюда также входят добавки редкоземельных элементов.

Изменяя состав, в процентном отношении содержание ключевых и дополнительных элементов, можно получить сплавы магния с самыми разными механическими свойствами, значительно расширяющими область использования и даже дающими возможность выдавить из отдельных областей классические материалы – чугун, сталь, алюминий.

Свойства магниевых сплавов зависят не только от состава легирующих добавок, но и от способа последующей отделки.

Воздействие легирующих добавок

Металлы в составе композиций совершенствуют и меняют физические и химические свойства ключевого металла. Основной акцент выполняется на повышении механических параметров. Алюминий делает лучше общую структуру, литейные свойства, увеличивает прочность. Цинк также увеличивает прочность и содействует уменьшению зерен в отливке. Главная цель введения марганца, помимо увеличения прочности – увеличение устойчивости к химии к действию агрессивных сред и снижение плохого воздействия примеси железа.

Редкоземельные элементы, не обращая внимания на небольшое кол-во, сильно меняют химические и физические свойства, повышая жаропрочность, улучшая эластичность, ковкость благодаря уменьшению зерен и изменений в кристаллической решётке.

Добавка циркония понижает растворимость водорода в расплаве, какая в чистом составе составляет существенную величину. Связывая водород, цирконий также содействует уменьшению пористости и зернистости отливок.

Введение лития во многие составы дает возможность получить магниевые сплавы с рекордно небольшой плотностью – в несколько раз меньшей, чем у алюминия, со сбережением исключительной прочности и легкости обработки механическим способом. Данные сплавы очень хорошо применяются в космической промышленности, где снижение общего веса конструкции повышает много полезной нагрузки.

Внешний вид сплавов магния

Некоторые металлы, напротив, нежелательны даже в малых количествах. Так, примеси железа или никеля даже в объеме тысячных долей процента заметно уменьшают устойчивость к коррозии сплава. Растворенный водород повышает пористость материала, вызывает увеличение зерен, снижая, аналогичным образом, крепость изделия.

Главные разновидности сплавов магния

Магниевые сплавы отличаются производственной технологией. В согласии с этим, для всех составов с магнием принята следующая классификация:

• литейные сплавы магния, которые отличительны высокими литейными качествами;
• деформируемые сплавы, легко поддающиеся обработке механическим путем ковкой прессовкой

Состав добавок выбран поэтому, чтобы уменьшить дальнейшую обработку литейных сплавов и сделать больше способность к отделке у деформируемых.

В середине каждой из групп материалы делятся по собственным особенностям, способу литья, методам обработки (прессование, ковка, штамповка и прокат).

Любая из 2-ух указанных групп в себя включает составы с разной прочностью, жаростойкостью, стойкостью к химии, а еще с разной способностью к свариванию.

Маркировка и свойства

Наша промышленность маркирует магниевые сплавы на основе двухбуквенной маркировки с дополнительными числами:

• литейные — МЛ1 – МЛ20;
• деформируемые — МА1 – МА19;
• огнеупорные магниевые сплавы ВМЛ1 – ВМЛ2.

Литейные сплавы производятся в большинстве на основе системы Mg – Al – Zn, которая собой представляет твёрдый раствор алюминия и цинка в магнии. Самыми лучшими литейными качествами обладают такие разновидности растворов, как марки МЛ4 – МЛ6. Данные сплавы обладают высокой текучестью, небольшой усадкой и не предрасположены к появлению раковин. Подобные характеристики дают возможность использовать указанные марки при точном литье заготовок любых форм и габаритов.

Огнеупорные сплавы, к которым также относятся марки МЛ9 – МЛ14, способны долгое время держать температуру до 350 ?С и краткосрочно до 400 ?С. В основе состава система Mg – Zn с добавлением циркония. Помимо жаропрочности, данные сплавы отлично могут выдержать статические и усталостные нагрузки.

Дополнительное легирование редкоземельными элементами в определенных рецептурах способно сделать меньше вероятность трещинообразования, что увеличивает сопротивляемость деформирующим нагрузкам.

Деформированные сплавы делают на основе систем Mg – Al, Mg – Zn, Mg – Mn. Алюминий и цинк помогают увеличению пластичности и дают возможность делать с отливками эти действия давлением, как ковка, прессовка, штамповка, а еще холодная и горячая прокатка.

Как и литейные, деформируемые дополнительно легируют редкоземельными элементами, но все таки тут нашли также и прочие материалы. К ним можно отнести кадмий и серебро, которые увеличивают крепость при одновременном увеличении пластичности.

Марки МА11 — МА12 деформируемых магниевых сплавов относятся к огнеупорным материалам, как и подобные литейные.

Сплавы МА14 и МА19 свойственны тем, что не допускают использование сварки при будущем использовании, в отличии от множества других составов.

Получение и производство

Для производства сплавов применяются материалы высокой чистоты, потому как, как выше упоминалось, даже очень мелкие примеси ненужных компонентов могу сильно испортить свойства готового продукта.

Получение сплавов магния становится легче тем, что температура плавления расплава не превосходит 700?С. Для получения материала с требуемыми качествами в расплав чистого магния вводят нужное кол-во легирующих компонентов. Газовый состав атмосферы вокруг расплава должен быть очищен от водорода, потому как его высокая растворимость в магнии приводит к дефектам структуры находящейся внутри.

Обработка отливок

Увеличить механичные свойства отливок на основе магния можно, используя несколько методик:

• гомогенизация (закалка);
• закалка со старением для стабилизации параметров;
• рекристализационный отжиг для снимания механических стрессов после обработки давлением;
• диффузионный отжиг для выравнивания структуры находящейся внутри и химического состава в зернах металла.

Отливки из алюминиево-магниевого сплава

Необходимо заметить, что у многих сплавов после термообработки механическая крепость не увеличивается.

Использование

Использование магниевых сплавов в промышленности и технике связано с большими техническими параметрами для замены стальных и металлических деталей с учетом требуемых механических параметров.

Плотность магниевого сплава меньше, чем у алюминия, исходя из этого, вес детали выходит меньше.

Наиболее большое применение магниевые сплавы получили в авиации, по большей части, благодаря легкости (на 20-30% легче алюминия) и исключительной прочности. Магний применяется для создания деталей шасси – стоек, колесных дисков, а еще самых разных конструктивных компонентов конструкции. Корпуса приборов и механизмов также сделаны из этого материала.

Детали из сплавов магния

Легкий магниевый сплав в конструкции летательных аппаратов дает возможность повысить вес полезной нагрузки, не снижая характеристик прочности. Такие характерности магниевого сплава обуславливают его большое распространение в ракетной и космической технике.

Большая доля материалов конструкции из сплавов магния применяется в автопрома. По большей части это детали мотора (картер, поддон), трансмиссии и другие конструктивные детали. Подсчитано, что при общем весе магниевых сплавов 100 кг, замена деталей на стальные, повысит массу конструкции на 450 кг.

Из магния делают диски колес. И, хотя они имеют значительно намного большую цену, чем классические, выигрыш от уменьшения неподрессоренной массе ходовой части автомобиля ощутимо делает лучше динамический характеристики, делает работу легче подвески, делая вождение автомобиля уютнее и безопаснее.

Если вы нашли погрешность, пожалуйста, выдилите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.