Полная версия

Главная arrow Строительство arrow Материаловедение

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Магний и его сплавы

Магний — металл серебристо-белого цвета с плотностью 1,74 Мг/м3 и температурой плавления 651 °С; имеет гексагональную плотноу- пакованную кристаллическую решетку; аллотропических превращений не имеет.

Магний — химически активный металл, на воздухе окисляется с образованием оксидной пленки MgO, не обладающей защитными свойствами. Эта пленка растрескивается из-за более высокой плотности (3,2 Мг/м3), чем у самого магния. Магний в слитках, а также изделия из магниевых сплавов неогнеопасны. Опасность может представлять магний в виде стружки, порошка или пыли. Взаимодействие воды с горючим и расплавленным магнием сопровождается взрывом.

Пластическая деформация магния и его сплавов происходит при повышенных температурах. Следует отметить хорошую обрабатываемость резанием магния и его сплавов. Магний и его сплавы легко свариваются, в особенности аргонодуговой сваркой. Механические свойства прокатанного и отожженного магния: ов = 180 МПа, О0 2 = 100 МПа, 5 = 15%; НВ 30.

Примеси железа, никеля, кобальта и меди снижают коррозионную стойкость магния и сплавов на его основе.

Магний используется главным образом для получения сплавов на его основе и легирования алюминиевых сплавов. Благодаря большой химической активности к кислороду магний применяют в качестве раскислителя в производстве стали и цветных сплавов, а также для получения трудновосстанавливаемых металлов (титана, циркония, ванадия, урана и др.). Его используют также для получения высокопрочного модифицированного чугуна.

Для получения сплавов к магнию добавляют легирующие элементы, повышающие его свойства. К основным легирующим элементам относятся алюминий, цинк и марганец. На рис. 4.4 вверху приводятся диаграммы состояния сплавов Mg—Mn, Mg—Al, Mg—Zn, а внизу — диаграммы состав—свойство. Магний с марганцем образуют твердый а-раствор (рис. 4.4, а). Введение марганца в магний практически не оказывает влияния на прочностные характеристики, но снижает пластичность и вместе с тем повышает сопротивление коррозии и улучшает свариваемость.

Диаграммы состояния и механические свойства сплавов

Рис. 4.4. Диаграммы состояния и механические свойства сплавов: а — система Мд-Мп; б — система Мд—AI; в — система Mg-Zn

В области сплавов, богатых магнием, диаграмма состояния Mg— А1 (рис. 4.4, б) представляет собой диаграмму эвтектического типа с температурой эвтектики 436 °С и содержанием алюминия 32,3%. В равновесии с a-твердым раствором находится фаза Mg37Al]2. Растворимость алюминия в твердом магнии при эвтектической температуре равна 12,6%. С понижением температуры она уменьшается и при температуре 150 °С составляет 2,3%. Содержание алюминия в сплавах до 6—7% приводит к повышению прочности и пластичности. При большем содержании алюминия прочность резко падает.

Что касается сплавов магния с цинком, то диаграмма состояния Mg—Zn в области сплавов, богатых цинком, имеет эвтектический характер (рис. 4.4, в). Эвтектика образуется при 343 °С и содержании цинка 51,6%. При температуре ниже 330 °С в равновесии с магниевым твердым раствором находится соединение MgZn. Растворимость цинка при 343 °С в твердом магнии составляет 8,4%, которая с понижением температуры снижается и при 150 °С равна 1,7%. Максимальные значения механических характеристик отвечают содержанию цинка 4—6%. Для измельчения зерна, повышения механических свойств и коррозионной стойкости магниево-цинковых сплавов к ним добавляют небольшие количества циркония.

Магниевые сплавы разделяют на литейные и деформируемые. Из литейных сплавов получают детали методом фасонного литья; их маркируют буквами МЛ, что означает магниевый литейный сплав. Деформируемые сплавы используют для получения полуфабрикатов и изделий путем пластической деформации (прокатка, ковка, штамповка и т.д.). Деформируемые магниевые сплавы маркируются двумя буквами МА. За буквами МЛ и МА ставятся цифры, указывающие номер сплава.

К литейным относят следующие магниевые сплавы: на основе системы Mg—Al—Zr (МЛЗ, МЛ5; ов = 147—225 МПа, 6 = 2—5%); на основе Mg—Nb—Zr (МЛ 10; ов = 225—235 МПа, 5 = 3%); на основе Mg-Zn-Zr (МЛ 12; ов = 200-220 МПа, 6 = 3-6%).

К деформируемым относят следующие магниевые сплавы: на основе системы Mg—Mn (MAI, МА8; ов = 240—260 МПа, 8 = 5—12%); на основе Mg—Al—Zn (МА2, МА5 и др.; ов = 260—310 МПа, 5 = 8—12%); на основе Mg—Nb (МА12; ов = 280 МПа, 8 = 10%); на основе MgZn—Zr (МА14; св = 350 МПа, 8 = 14%) и др.

Благодаря малой плотности сплавы на основе магния по удельной прочности превосходят некоторые конструкционные стали, чугуны и алюминиевые сплавы. При замене алюминиевых сплавов магниевыми на 25-30% снижается масса детали. Магниевые сплавы хорошо поглощают вибрацию, что очень важно для авиации, транспорта и текстильной промышленности. 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.

Большую выгоду дает применение магниевых сплавов в деталях, работающих на продольный или поперечный изгиб. Удельная жесткость магниевых сплавов при изгибе и кручении выше, чем алюминиевых сплавов, на 20% и сталей на 50%. Они применяются в приборостроении, радиотехнике, текстильной и полиграфической промышленности. Магний и сплавы на его основе немагнитны и не дают искры при ударах и трении. Магниевые сплавы весьма перспективны для конструкций, где масса является решающей (авиация, космическая и ракетная техника, транспортное машиностроение и ДР-)-

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>