Сплавы на основе магния

Также как и алюминий, магний имеет малую плотность, низкую температуру плавления, высокую удельную прочность. Обладает высокой жесткостью при изгибе и кручении. Хорошо обрабатывается, шлифуется и полируется. Сплавы магния пластичны и имеют хорошие литейные свойства.

При окислении магний образует на поверхности пленку MgO, очень прочную и хрупкую. Она быстро разрушается и поэтому для увеличения коррозионной стойкости магниевых сплавов их легируют марганцем, титаном.

Магниевые сплавы применяют в авиационной промышленности, в ракетной и космической технике, электротехнике, приборостроении.

Магниевые сплавы подразделяются на:

· деформируемые (обозначение МА);

· литейные (обозначение МЛ).

Основные легирующие элементы: марганец, цинк, цирконий, алюминий.

Термическая обработка:

-- Отжиг (для снятия напряжений в литых деталях);

-- Закалка + старение (для упрочнения).

Титан и его сплавы

Титан имеет малую плотность и высокую температуру плавления, 1668°С (т.е. относится к тугоплавким металлам). Титан – полиморфный металл. Он имеет две модификации кристаллической решетки:

α – титан с ГПУ решеткой и

β – титан с ОЦК (высокотемпературная модификация).

Температура полиморфного превращения равна 882°С.

Механические свойства титана существенно зависят от его чистоты. Примеси в титане (кислород, азот, водород, железо, кремний) могут повышать прочность, но при этом значительно снижать пластичность. Титан и его сплавы имеют очень высокую удельную прочность, пластичность, легко обрабатываются давлением, хорошо свариваются. Однако обладают плохой обрабатываемостью резанием.

В основе принципа легирования титановых сплавов лежит эффект повышения прочности, жаропрочности и коррозионной стойкости.

Основные легирующие элементы: алюминий, хром, молибден, ванадий, марганец и др.

Легирующие элементы существенно изменяют температуру полиморфного превращения. Так алюминий, кислород, азот повышают температуру полиморфного превращения, расширяя при этом область твердых растворов на базе α – титана, Такие элементы называются α – стабилизаторами. Однако кислород и азот сильно охрупчивают титан, поэтому алюминий является основным упрочняющим легирующим элементом для α – сплавов.

Большинство легирующих элементов (Mo, V, Mn, Fe, Cr) понижают температуру полиморфного превращения и расширяют область твердых растворов на базе β – титана. Такие элементы называются β – стабилизаторами.

Термическая обработка для упрочнения сплавов титана, заключающаяся в закалке и старении, применима только для сплавов титана со структурой (α + β).

Сплавы с равновесной α – структурой нельзя упрочнить термической обработкой.

Кроме того, для титановых сплавов используется термическая обработка - рекристаллизационный отжиг, а также химико-термическая обработка (азотирование).

Промышленные титановые сплавы подразделяются на α – сплавы, β – сплавы и (α + β) – сплавы.

Сплавы с α – структурой имеют невысокую прочность при нормальной температуре, низкую технологическую пластичность, но хорошую свариваемость и высокие механические свойства при отрицательных температурах.

Сплавы с β – структурой имеют высокую коррозионную стойкость, хорошо обрабатываются давлением, однако используются достаточно редко из-за необходимости легирования их большим количеством дорогостоящих элементов.

Сплавы с (α + β) –структурой характеризуются наилучшим сочетанием механических и технологических свойств.

Сплавы титана имеют хорошие литейные свойства, особенно жидкотекучесть, поэтому большая часть изделий и деталей из титановых сплавов изготавливается литьем.

Титановые сплавы широко используются в ракетной и космической технике, в авиационной промышленности, в судостроении. Обладая высокой коррозионной стойкости в морской воде, титановые сплавы используют для корпусов судов и морских сооружений.

Также титан используется в пищевой, химической промышленности, в медицине. Однако титановые сплавы остаются наиболее дорогими по сравнению с другими конструкционными материалами.