2015-05-30
644
Эти сплавы нашли применение в связи с малой плотность (менее 2 г/см3) и достаточно высокой удельной прочностью. Их делят на деформируемые (МА) и литейные (МЛ). Цифры в марке - условный порядковый номер. Легирующие элементы образуют с магнием твердые растворы ограниченной переменной концентрации и различные интерметаллиды. В сплавы невысокой и средней прочности входят алюминий, цинк, которые упрочняют раствор и делают возможной упрочняющую термообработку сплавов, а также марганец, устраняющий вредное влияние железа. Цирконий существенно (до 100 раз) измельчает зерно, поэтому присутствует в составе высокопрочных и жаропрочных сплавов. РЗМ и иттрий повышают жаропрочность сплавов. Могут дополнительно присутствовать литий, кадмий, серебро, индий, бериллий.
Магниевые сплавы подвергают гомогенизации при 400-490оС в течение 10-24 ч, причем для деформируемых сплавов ее часто совмещают с их нагревом под обработку давлением, а высокопрочные сплавы закаливают от температур горячей деформации для сохранения эффекта наклепа. Рекристаллизационный отжиг проводят при 250-350оС для устранения наклепа в деформированных заготовках. Особенности упрочняющей термической обработки магниевых сплавов объясняются малой скоростью диффузионных процессов в магнии. Выдержки при нагреве под закалку длительные (4-24 ч), охлаждение проводят на спокойном воздухе и иногда в кипящей воде. Старение применяют только искусственное (кроме сплавов с литием) продолжительностью 15-20 ч, в большинстве случаев выделяются сразу стабильные фазы (кроме сплавов с литием и неодимом). В сплавах с Al и Zn эффект упрочнения не превышает 30%, а в сплавах с Nd и Li - более существенный.
В табл. 3 приведены некоторые промышленные сплавы магния.
Таблица 3
Химический состав и механические свойства некоторых магниевых сплавов
| Марка сплава | Химический состав,% | Состояние | Предел прочности при растяжении σв, МПа | Предел текучести σт, МПа | Относительное удлинение δ, % |
| МА14 | 5,0-6,0 Zn 0,3-0,9 Zr | Термоупрочненное, режим Т5 | 340-350 | 290-300 | 5-6 |
| МЛ5 | 7,5-9,0 Al, 0,15-0,5 Mn, 0,2-0,8 Zn | Закаленное и состаренное | |||
| МЛ10 | 0,1-0,7 Zn, 0,4-1,0 Zr, 2,2-2,8 Nd | Закаленное и состаренное |
Высокопрочный деформируемый сплав МА14 подвергают искусственному старению при 170оС в течение 10-24 ч после охлаждения от температур горячей деформации (режим Т5). В структуре присутствуют дисперсные выделения фазы MgZn2 на фоне α - твердого раствора на базе магния. Применяют этот сплав для изготовления высоконагруженных деталей, работающих до 250оС.
Литейные магниевые сплавы по составам близки к деформируемым, уступая им по свойствам. Улучшение структуры и свойств достигается модифицированием, перегревом, повышением чистоты шихтовых материалов.
Широко применяется сплав МЛ5, в котором сочетаются высокие механические и технологические свойства. Для него применяют закалку на воздухе от температур гомогенизации 420оС (12 - 14 ч) и последующее старение при 175оС в течение 16 ч. Структура его состоит из твердого раствора легирующих элементов в магнии и выделений фазы Mg4Al3. Применяют его для изготовления нагруженных деталей, работающих, в том числе и в морской атмосфере (картеры, коробки передач, масленые насосы, тормозные барабаны, кронштейны, штурвалы).
Сплав МЛ10 отличается высокими свойствами при комнатной температуре, высокой жаропрочностью и технологическими свойствами. Он может длительно работать при температурах 250-350оС, кратковременно до 400оС. Для сплава применяют закалку на воздухе от 540оС 8-12 ч и старение при 205оС в течение 12-15 ч. В структуре сплава кроме твердого раствора на основе магния присутствуют дисперсные выделения упрочняющей фазы Mg9Nd. Применяют этот сплав для изготовления нагруженных деталей различных конструкций, двигателей, от которых требуется повышенная герметичность и стабильность размеров при высоких температурах.
