5.3. Магній і його сплави

Серед поширених металів магній має найменшу густину – 1,7 г/см³. Температура плавлення магнію 651^oC, решітка гексагональна, поліморфні перетворення відсутні.

Технічно чистий магній не міцний, малопластичний метал з низькою тепло- і електропровідністю, не стійкий проти корозії. При підвищенні температури він інтенсивно окисляється і навіть самозагорається. Такі низькі властивості виключають можливість застосування чистого магнію в техніці як конструкційного матеріалу. Технічний магній застосовується для пірометалургічної мети, в хімічному виробництві як розкислювач і модифікатор тощо.

Більш широко в техніці використовують магнієві сплави. Для їх утворення використовують алюміній, цинк і марганець, які розчиняються у магнії. Розчинність із збільшенням температури зростає. Це дає можливість магнієві сплави термічно обробляти. Хоча при термічній обробці у магнієвих сплавах властивості змінюються значно менше, ніж у алюмінієвих. Як алюмінієві сплави, так і магнієві розділяють на деформуємі (МА) та ливарні (МЛ).

Деформуємі магнієві сплави використовуються для виготовлення напівфабрикатів (листового металу, прутків, профілів тощо) обробкою тиском. Із-за низької корозієстійкності деталі, виготовлені з них, оксидують з послідуючим фарбуванням.

Ливарні магнієві сплави використовують для виготовлення виробів литтям. Відливки з магнієвих сплавів інколи гартують з наступним старінням. Їх використовують для виготовлення деталей літаків (картери, ферми шасі, корпуси приладів тощо).

5.4. Титан та його сплави

Титан – сріблясто-білий метал з високою механічною міцністю, корозійною і хімічною стійкістю. Він парамаг-нітний, поліморфний, з густиною 4,5 г/см³, температурою плавлення 1668^oC . До температури 882^oC має ГЩУ решітку, яка змінюється на ОЦК. Титан має низьку теплопровідність. При нормальній температурі має високу корозієстійкість, навіть в агресивних середовищах, але при нагріві вище 500^oC стає дуже активним елементом. При високій температурі титан або розчиняє майже всі елементи, або утворює з ними хімічні з’єднання.

Висока корозієстійкість титану обумовлена утворенням на його поверхні дуже густої і міцної оксидної плівки, яка забезпечує корозієстійкість більш ніж в 130 агресивних середовищах.

Так, технічний титан ВТІ-1 не піддається корозії в морській воді, не розчиняється в царській горілці при 20^oC, дуже стійкий в більшості органічних кислот (навіть поверхня не втрачає блиску), в розчинах азотної та хромової кислот, у вологому хлорі, газоподібному середовищі тощо. На розчинення в морській воді листка титану товщиною рівною паперу потрібно біля 4000 років. Він стійкий проти кавітаційної корозії та в напруженому стані.

Проте титан не стійкий проти дії ортофосфорної, плавікової, мурашиної та щавелевої кислот, сумішей фтористих і хлористих солей та інших середовищ, які руйнують його оксидну плівку.

Завдяки корозієстійкості та іншим властивостям титан широко застосовується в хімічній промисловості (компресори та насоси для перекачування кислот тощо), в суднобудуванні (обшивка кораблів, підводних човнів, гребних гвинтів тощо), для виготовлення тонкостінних теплообмінників.

Механічні властивості титану дуже залежать від вмісту домішок. Понижують пластичність, корозієстійкість та зварюваність вуглець, водень, кисень. Проявляється також «воднева хвороба».

Титан з іншими елементами (алюміній, молібден, хром, ванадій) утворює сплави з дуже гарними механічними характеристиками. Як правило, титанові сплави є технологічними – добре обробляються тиском, легко зварюються в аргоні, мають високі ливарні якості.

В усіх сплавах титану присутній алюміній, роль якого така ж велика, як і вуглецю у сплавах заліза. Залежність роз чинності алюмінію від температури дає можливість титанові сплави обробляти термічно всіма видами.

Технічний титан і α-сплави відносяться до термічно не зміцнюючих. Сплави αβ – термічно зміцнюючі.

Промислові сплави титану розділяють (як алюмінієві і магнієві) на деформуємі та ливарні.

Деформуємі сплави в своєму складі мають алюмінію від 1,5 до 7%. Крім того, в цих сплавах обов’язково присутні зміцнюючі елементи – марганець, залізо, хром. Вони добре обробляються тиском, дуже добре зварюються, протистоять окисленню, мають високу термічну стабільність, жаростійкі. Завдяки цим якостям широко застосовуються в літакобудуванні та ракетній техніці.

Ливарні сплави за складом аналогічні деформуємим, але мають підвищену рідкотекучість та густину відливок. Мала лінійна усадка (біля 1%) при порівняно великій об’ємній (3%) і мала схильність до утворення гарячих тріщин дозволяє відливати якісні, складної форми вироби. Однак, ці сплави активно поглинають гази і взаємодіють з формовочними матеріалами, тому їх плавлення і розливка ведуться у захисній атмосфері або у вакуумі.

Ливарні сплави мають більш низькі механічні властивості, ніж відповідні ним деформуємі. Тому вони застосовуються для. виготовлення менш відповідальних деталей машин.