3.7.Сплавы на основе магния, алюминия

Магний – кристаллизуется в ГПУ решетку. Важнейшим свойством магния является малая плотность 1,74 г/см³, что предопределило использование магниевых сплавов в авиации и ракетостроении. Магний в 1,6 раза легче алюминия, в 4,5 раза легче железа. Поэтому при прочностных свойствах, соответствующих среднепрочным алюминиевым сплавам _В = 150…400 МПа можно получить высокую удельную прочность для деталей и конструкций из магниевых сплавов. Температура плавления магния 650 С, теплопроводность магния в 1,5, а электрическая проводимость в 2 раза ниже, чем у алюминия. Магний химически активный элемент. Эта особенность химических свойств магния значительно усложняет технологию плавки и литья магниевых сплавов, требует создания специальных защитных условий. При комнатной температуре магний практически не взаимодействует с водой и растворами щелочей, он очень устойчив в керосине, бензине, минеральных маслах.

По содержанию в земной коре магний занимает третье место среди промышленно важных металлов – 2,1 %, после алюминия – 8,8 % и железа – 5,1 %.

Классификация магниевых сплавов:

1. по способу производства полуфабрикатов и изделий: литейные, деформируемые сплавы;

2. по плотности: легкие и сверхлегкие;

3. по уровню прочности: малопрочные сплавы _В = 150…200 МПа, сплавы средней прочности _В = 200…340 МПа, высокопрочные сплавы _В = 340…400 МПа.

В пределах каждой из групп выделяют также сплавы способные к упрочняющей термической обработке (искусственное старение) и сплавы термически не упрочняемые. Деформируемые сплавы маркируют буквами МА и числами, не связанными с содержанием элементов; литейные маркируют буквами МЛ и также числами (табл.3.4).

Для создания магниевых сплавов целесообразно использовать следующие системы легирования:

1. Mg-Al, Mg-Zn, Mg-Al-Zn – для мало- и среднепрочных сплавов общего назначения; тем более, что Al и Zn являются наиболее дешевыми из легирующих элементов: МА2, МА3, МА5, МЛ5, МЛ6;

2. Mg-Li – для малопрочных, высокопластичных, но главное – сверхлегких сплавов: МА18, МА21;

3. Mg-Mn – для сплавов с повышенной коррозионной стойкостью: МА1, МА8;

4. Mg-Zn-Zr – для сплавов повышенной прочности и жаропрочности: МА14, МА15, МА19, МА20, МЛ8, МЛ12, МЛ15, МЛ17, МЛ18;

5. Mg-РЗМ-Zr – для жаропрочных литейных сплавов: МЛ9, МЛ10, МЛ11, МЛ19.

Магниевые сплавы обрабатываются резанием лучше, чем стали, алюминиевые и медные сплавы, легко шлифуются и полируются. Они удовлетворительно свариваются контактной, роликовой или аргонодуговой сваркой. Магниевые сплавы имеют невысокие литейные свойства. Различные виды термической обработки магниевых сплавов обозначают следующим образом: Т1 - искусственное старение без предварительной закалки; Т2 - отжиг; Т4 - закалка; Т6 - закалка на воздухе и искусственное старение.

В самолетостроении из магниевых сплавов изготавливают колеса и вилки шасси, передние кромки крыльев, различные рычаги, корпуса приборов, фонари и двери кабин, детали планера самолета. В ракетной технике из магниевых сплавов изготавливают корпуса ракет, кислородные баки, опорные узлы, стабилизаторы. Магний очень слабо поглощает тепловые нейтроны и не взаимодействует с ураном. Поэтому его используют для изготовления оболочек тепловыделяющих элементов в атомных реакторах.

Таблица 3.4