16.3. Maгний

Магний - очень легкий металл. Плотность 1,7410³ кг/м³ .Температура плавления 650°С. Это металл серебристо-белого цвета. Полиморфных превращений не обнаружено. Кристаллизуется в гексагональной плотноупакованной решетке с параметрами а=0,32 нм, с=0,52 нм. Электронная конфигурация магния 1s²2s²2p⁶3s². В воз­бужденном состоянии за счет расспаривания 3s² -электронов проявля­ет валентность +2. Магний химически активный металл, легко окис­ляется на воздухе, а при 623 °С воспламеняется, не доходя до темпера­туры плавления. Большую опасность представляет собой магниевая стружка и порошок магния, т.к. они самовоспламеняются на воздухе при обычных температурах и излучают ослепительно белый свет.

Из-за низких механических свойств чистый магний как конст­рукционный материал практически не применяется. Его используют в качестве раскислителя и модификатора при производстве чугунов и цветных металлов, пиротехнике, химической промышленности (катализаторы и т.д.).

16.4. Сплавы магния

Магний, в основном, применяется для производства сверхлег­ких сплавов, используемых для ненагруженных деталей в машиностроении и автомоби­лестроении, т.к. обладают высокой удельной прочностью и жесткостью, способны воспринимать ударные нагрузки и гасить вибрационные нагрузки.

Основное преимущество магниевых сплавов по сравнению с остальными промышленными металлами – небольшая плотность: 1,7—1,8 т/м³. Однако их модуль упругости пониженный: 43 000 мПа. Вследствие этого магниевые сплавы пригодны для мало нагруженных деталей. Составы сплавов даны в ГОСТах 14957—76 и 2856—79. На Украине титан, магний и их сплавы получают на Запорож­ском титано-магниевом комбинате.

В машиностроении используют сплавы магния, преимущественно с алюминием, марганцем и цинком и реже с цирконием и ниобием (прочность магния значительно ниже, чем его сплавов. Алюминий образует соединение Al₃Mg₄, цинк – MgZn₂., мар­ганец – Mg₃Zn₃Al. При охлаждении сплавов выделяются эти соеди­нения, способные упрочнять сплавы. Однако это действие сохраня­ется только до температуры Т = 150-200 °С.

Для улучшения механических свойств при повышенных темпе­ратурах (для обеспечения жаропрочности) магниевые сплавы леги­руют церием, неодимом, скандием, иттрием.

Марганец повышает коррозионную стойкость сплавов, т.к. очищает их от примеси железа. Цирконий и церий измельчают зерно в сплавах. Бериллий - уменьшает окисляемость при плавке, литье, терми­ческой обработке сплавов магния.

Магниевые сплавы, также как алюминиевые и титановые, под­вергают термической обработке - отжигу, закалке, старению в зависи­мости от задач получения тех или иных свойств сплавов.

Литейные магниевые сплавы МЛ5, МЛ6 - изготавливают сложные ответственные отливки, применяемые в конструкциях ав­томобилей (корпуса, колеса), самолетостроении и ракетной технике. Свойства литейных магниевых сплавов зависят от величины зерна. Применяемая термообработка сводится к нагреву 10-16ч, охлаждению на воздухе и старению при температуре Т = 175 ⁰С в течение 15-16 ч.

Деформируемые магниевые сплавы маркируются МА-1, МА-3 и др. Их можно деформировать при температурах Т = 250-400 ⁰С.