Как влияние оказывают алюминий и цинк?

Алюминий и цинк в количестве до 6-7%, образующие с магнием твердые растворы и соединения Mg₄Al₃ и MgZn₂, повышают механические свойства магния (рис.1,б и в).

  6. Каково влияние марганца и магния?

Марганец с магнием образует твердый раствор a. При понижении температуры растворимость марганца в магнии понижается и из a-твердого раствора выделяется 

b-фаза (рис1,а). Марганец не улучшая механические свойства повышает сопротивление коррозии и свариваемость сплавов магния.

 7. Охарактеризуйте влияние циркония и тория на свойства магниевых сплавов?

Механические свойства сплавов магния при комнатной температуре улучшаются при легировании цирконием (рис.2), при повышенной температуре – добавкой церия, неодима, особенно тория (рис.3). Цирконий и торий оказывают модифицирующее действие на структуру сплавов магния. Особенно эффективно модифицирует цирконий. Добавка 0,5-0,7% Zr уменьшает размер зерна в 80-100 раз. Это объясняется структурным и размерным соответствием кристаллических решеток Mg и Zr. Кроме того, цирконий и марганец способствуют устранению или значительному уменьшению влияния примесей железа и никеля на свойства сплавов. Они образуют с этими элементами промежуточные фазы большой плотности, которые при кристаллизации выпадают на дно тигля, очищая тем самым сплавы от вредных примесей.     

8. Что обусловливает возможность закалки и искусственного старения магниевых сплавов?

Увеличение растворимости легирующих элементов в магнии с повышением температуры (рис.4) дает возможность упрочнять магниевые сплавы с помощью закалки и искусственного старения.

10. В чем заключается особенность магниевых сплавов, затрудняющая их термообработку?

Термическая обработка магниевых сплавов затруднена из-за замедленных диффузионных процессов в твердом растворе магниевых сплавов. При искусственном старении необходимы высокие температуры (до 200 °С) и большие выдержки (16-24 ч.). Многие сплавы закаливают при охлаждении изделий после горячей обработки давлением на воздухе, а следовательно, они могут упрочняться при искусственном старении без предварительной закалки. Гомогенизацию и закалку осуществляют при нагреве до 380-540°С (Т4) и последующее старение при 150-200°С (Т6). 

  11. Почему магниевые сплавы не подвергают естественному старению?

 . Малая скорость диффузии требует больших выдержек при нагреве под закалку (до 16-30 ч.) для растворения вторичных фаз. Благодаря этому такие сплавы можно закаливать на воздухе, они не склонны к естественному старению. 

12. Какие магниевые сплавы получают наибольшее упрочнение термообработкой?

Наибольшее упрочнение термической обработкой достигается у сплавов магния, легированных неодимом. В этом случае при распаде пересыщенного твердого раствора в зависимости от температуры и времени старения могут образоваться зоны Гинье- Престона, метастабильные и стабильные упрочняющие фазы, тогда как в некоторых сплавах (например, сплавах системы Mg-Al-Zn) при старении сразу появляются стабильные фазы.

  13. В чем заключается термомеханическая обработка магниевых сплавов?

Временное сопротивление и особенно предел текучести магниевых сплавов значительно повышается с помощью термомеханической обработки, которая состоит в пластической деформации закаленного сплава перед его старением.

При старении временное сопротивление (sв) деформированных сплавов возрастает на 10-30%, а литых –на 30-60%.

  14. Каким видам отжига подвергают магниевые сплавы?

Из других видов термической обработки к магниевым сплавам, как и к алюминиевым, применимы различные виды отжига: гомогенизация, рекристаллизационный отжиг и отжиг для снятия напряжений.          

Какова цель гомогенизации?

Растворение избыточных фаз, выделившихся по границам зерен, и выравнивание состава по объему зерна слитков и фасонных отливок, что облегчает обработку давлением и повышает механические свойства.

Каков режим гомогенизации?

Нагрев до 400-490 ºС в течение 10-24 ч

Как проводят гомогенизацию для деформируемых сплавов?

. Для деформируемых сплавов диффузионный отжиг совмещают с нагревом для горячей обработки давлением.

 18. Какова температура рекристаллизационного отжига для магниевых сплавов?

Температура рекристаллизации магниевых сплавов в зависимости от их состава находится в интервале 150-300°С, а рекристаллизационного отжига (для устранения наклепа и уменьшения анизотропии механических свойств) – соответственно в интервале 250-350°С. Более высокие температуры вызывают рост зерна и снижение механических свойств.

При какой температуре проводят отжиг для снятия напряжений?

Ниже температуры рекристаллизации («150-300 ºС).

20. Охарактеризуйте технологичность магниевых сплавов?

1)Хорошо обрабатываются резанием (лучше чем стали и алюминиевые и медные сплавы),

2)Легко шлифуются и полируются,

3) Удовлетворительно свариваются контактной, дуговой и роликовой сваркой. Дуговую сварку выполняют в защитной среде инертных газов. Прочность сварных швов 90% от прочногсти основного металла.

21. Каковы недостатки магниевых сплавов?

1)Низкая коррозионная стойкость,

2)Малый модуль упругости,

3)Плохие литейные свойства,

4)Склонность к газонасыщению,

5)Воспламенение и окисление при их приготовлении.

Что предпринимают для того, чтобы нейтрализовать недостатки магниевых сплавов?

Уменьшить склонность к окислению помогает добавка бериллия (0,02-0,05%).

Уменьшить склонность к образованию микрорыхлот – добавка кальция (до 0,2%)

Плавку и разливку ведут под специальными флюсами.