ivi.ru [CPS]

главная страница    словари    ГОСТЫ И ТУ    свойства металлов    производители металлов    о проекте

медь  бронза  латунь  алюминий  титан  никель  кобальт  цинк  магний  олово  свинец  медно-никелевые сплавы  вольфрам   молибден   ниобий   тантал

Магниевые сплавы и полуфабрикаты

Наиболее распространенными сплавами магния являются сплавы, легированные марганцем, алюминием и цинком. Алюминий улучшает структуру, повышает прочность и жидкотекучесть магниевых сплавов, цинк также увеличивает прочность и уменьшает размер зерен. Марганец повышает коррозионную стойкость сплавов и их прочность. Сплавы этой системы применяются для производства высокопрочных отливок и деформируемых полуфабрикатов. Наличие циркония также обеспечивает более мелкое зерно, сплавы магний-цинк-цирконий обладают повышенной прочностью и пластичностью.

Добавки неодима, иттрия, церия и других редкоземельных элементов повышают жаропрочность и улучшают механические свойства магниевых сплавов. Это же относится к добавкам лантана, тория и иттрия, а также элементам группы 1И б Периодической системы Д.И.Менделеева.

Введение в сплав до 10-11% лития позволяет получить сверхлегкие магниевые сплавы с плотностью 1,3-1,6 г/см3, то есть в 2 раза меньшей, чем у алюминиевых сплавов, с одновременно высо­кими показателями пластичности, предела текучести и модуля упругости и хорошей технологич­ностью при обработке давлением.

Промышленное производство магний в США началось в 1938 г., во время Второй мировой вой­ны в 1943 г. выпуск магния в этой стране уже превысил 160 тыс. т. Из этого количества 8,5 тыс. т магния было переработано на деформированные полуфабрикаты, использовавшиеся в авиастрое­нии, остальное количество магния шло для изготовления фасонных отливок, проката из алюминиево-магниевых сплавов, зажигательных и осветительных бомб и сигнальных ракет.

В послевоенные годы объем производства магниевых полуфабрикатов постепенно увеличивался. В 1970 г. во время войны во Вьетнаме он достиг 18,1 тыс. т. Магниевые полуфабрикаты, выпускаемые в США, тогда применялись главным образом в авиа- и ракетостроении.

 

Таблица 1. Потребление магниевых полуфабрикатов в США в 90-е годы XX века, тн

Полуфабрикаты

1988 г.

1990 г.

1992 г.

1993 г.

Прессованные изделия

6907

7848

6435

7433

Листы, ленты, поковки

3231

3096

2408

2433

Всего

10138

10944

8843

9866

 

В настоящее время в США прессованные изделия из магниевых сплавов выпускают два завода: фирмы Dow Magnesium, расположенные в г. Денвер (шт. Колорадо) и алюминиевого концерна Kaiser Aluminum Special Products в г.Тулса, имеющие горизонтальные гидравлические прессы усилием 13,6; 16 и 21,8 МН.

Для производства проката из магниевых сплавов в США в 1954 г. был построен специализиро­ванный завод в г. Мэдисон (шт. Иллинойс), также принадлежащий магниевой фирме Dow Magne­sium. На заводе было установленно 18 тигельных плавильных печей, 3 машины полунепрерывного литья крупных слитков диам. 470 мм и плоских слябов сечением 280x1065 мм, реверсивный стан горячей прокатки кварто диам. 680/1352x2190мм с эджерной клетью (прокатка слябов размерами 254x1020x1930 мм массой 900 кг до толщины 6,4 мм за 21 проход со скоростью до 3 м/с), ленточные нереверсивные станы теплой прокатки кварто диам. 550/1350x2140мм (прокатка до 2,5 мм со скоростью до 5,5м/с), кварто 1680; 1370; 912 и 460 мм. Имеются печи для гомогенизации и нагрева слитков и для подогрева рулонов перед теплой прокаткой. Завод был запланирован на вы­пуск 7300 т/год листов и плит, 9000 т/год прессованных изделий на 6 гидравлических прессах и 16400 т/год фасонных отливок из литейных магниевых сплавов. Из-за нехватки заказов на магние­вый прокат в таких объемах завод был модернизирован и его оборудование перепрофилировано на выпуск 36,6 тыс.т/год алюминиевого проката.

В Великобритании ежегодный выпуск магниевых полуфабрикатов не превышает 1500 т. В основном, это прессованные изделия, производимые на тех же прессах, что и алюминиевые полуфабрикаты. Небольшие количества листов и плит (до 100 т/год) выпускаются методом листовой прокатки на станах дуо диам. 812x2000 мм и дуо 1520 мм.

В Японии крупный металлургический концерн Kobe Steel Ltd. на заводе в г. Нагоя выпускает фасонные отливки и поковки из магниевых сплавов для автомобильной и авиационной промышленности. Ежемесячно завод производит 500 т этой продукции из магниевых и алюминиевых сплавов, а также 55 тыс. литых автомобильных колес из этих же сплавов.

Французский алюминиевый концерн Pechiney на заводе в г. Монтрей имеет цех по прессованию изделий из магния и его сплавов, выпускающий, в частности, прутки из сплавов магния с содержанием 4% циркония для атомной промышленности.

В России на производстве полуфабрикатов из магниевых деформируемых сплавов специализирован завод в г. Каменск-Уральский, Свердловской области, на котором установлены отражательная печь емкостью Юти установка полунепрерывного литья круглых и плоских слитков, станы горячей и холодной прокатки и горизонтальные гидравлические прессы.

Магниево-литиевые сплавы также характеризуются высокими механическими свойствами при криогенных температурах, высокой ударной вязкостью и малой чувствительностью к надрезам, незначительной анизотропией механических свойств и возможностью изготовления из них свар­ных соединений.

Примеси железа, плохо растворимого в магнии, снижают его коррозионную стойкость, поэтому содержание железа необходимо ограничивать в пределах 0,002-0,005%.

Примеси никеля в магнии также вызывают интенсивную коррозию, в связи с чем его содержа­ние не должно превышать 0,0005-0,002%. Магний значительно корродирует в морской воде, раз­бавленных минеральных кислотах, кроме плавиковой, в большинстве органических кислот. Раз­бавленные щелочи, нейтральные и щелочные растворы фтористых солей не агрессивны. Магний и его сплавы весьма устойчивы по отношению к керосину, бензину, фенолу, минеральным смазоч­ным маслам и к спиртам (кроме метилового).

Магниевые сплавы разделяются на литейные и деформируемые.

Литейные и деформируемые магниевые сплавы в отечественных стандартах (ГОСТ) обозна­чаются следующим образом:

МЛ — магниевые литейные сплавы (ГОСТ 2856);

МА — магниевые деформируемые сплавы (ГОСТ 14957);

п.ч. — повышенной чистоты;

о.н. — общего назначения.

Литейные магниевые сплавы подразделяются в зависимости от способа литья: в песчаные фор­мы, в кокиль, литье под давлением и др.

Деформируемые магниевые сплавы классифицируются на сплавы для прессования, ковки, штамповки, для горячей и холодной прокатки; по прочности при нормальных и повышенных тем­пературах, коррозионной стойкости и плотности.

По уровню прочности и ряду других основных свойств (жаропрочности, плотности) магниевые деформируемые сплавы подразделяются на 4, а литейные — на 3 группы (табл. 2).

Таблица 2 лассификация магниевых сплавов по прочности

Группа сплавов

Классификация сплавов

Марка литейных магниевых сплавов

Марка деформируемых магниевых сплавов

I

Сплавы средней прочности

МЛЗ

MAI, МА2. МА8, МА8п.ч„ МА2-1, МА2-1 п.ч., МА 20

II

Сплавы высокой прочности

МЛ4, МЛ4п.ч„ МЛ5. МЛ5п.ч МЛ5о.н., МЛб, МЛ8, МЛ 12, МЛ 15

МА5, МА14, МА15, МА19

III

Жаропрочные сплавы

МЛ9, МЛ10, МЛ11, МЛ19

MAI 1, МА12

IV

Сплавы пониженной плотности, содержащие литий

-

МА18, МА21

 

Классификация магниевых сплавов в зависимости от предельно допустимых рабочих температур и продолжительности работы приведена в табл. 3, по коррозионной стойкости — в табл. 4, по свариваемости — в табл. 5.

Таблица 3. Классификация магниевых сплавов от условий работы

Группа

сплавов

Рекомендуемые условия работы при температуре, °С

Марка литейных сплавов

Марка деформируемых сплавов

I

Длительно до 150, кратковременно до 200

МЛЗ, МЛ4, МЛ4п.ч„ МЛ5. МЛ5п.ч„ МЛ5о.н.. МЛб, МЛ8

MAI, МА2, МА2-1, МА5, МА2-1 п.ч., MAI5, МА19МА20

II

Длительно до 200. кратковременно до 250

МЛ12,МЛ15

МА8

III

Длительно до 200-300. кратковременно до 300-400

МЛ9, МЛ10, МЛ11, МЛ 19

MAI I, МА12

IV

Длительно до 125

 

МАИ

V

Длительно до 80

-

МА18, МА21

 

Таблица 4. Классификация магниевых сплавов по коррозионным свойствам

Группа

сплавов

Коррозионная стойкость

Марка литейных сплавов

Марка деформируемых сплавов

I

Повышенная

МЛ4п.ч., МЛ5п.ч.

MAI, МА8, МА8п.ч., MA2-I п.ч.

II

Удовлетворительная

МЛЗ, МЛ4, МЛ5, МЛб, МЛ8, МЛ9, МЛ 10, МЛ 11, МЛ 12, МЛ 15, МЛ19

МА2. МА2-1, МА5, МА12 МА14, МА15. МА18. . МА19, МА20, МА21

111

Пониженная

МЛ5о.н.

МАП

 

Таблица 5. Классификация магниевых сплавов по степени свариваемости

Группа

сплавов

Свариваемость сплавов

Марка литейных сплавов

Марка деформируемых сплавов

I

Хорошая

МЛ9, МЛ 10, МЛ 11

МА2. МА2-1. МА2-1 п.ч., МА12, МА18, МА20, МА21

II

Удовлетворительная

МЛЗ, МЛ4, МЛ4п.ч„ МЛ5. МЛ5п.ч„ МЛб, МЛ8, МЛ 12, МЛ 15

MAI, МА5, МА8, MAI I, МА15

III

Практически несвариваеные

-

МА14. MAI9

 

В США и некоторых других странах магниевые сплавы маркируют по системе, разработанной Американским обществом по испытаниям материалов (ASTM) в соответствии с химическим со­ставом и состоянием поставки. Обозначение сплавов начинается с двух букв, представляющих два основных легирующих элемента. Буквы располагаются по убыванию содержания элементов или при равных их количествах — по алфавиту. Затем следуют цифры, указывающие содержание эле­ментов в целых процентах. Последующие буквы (А, В, С) отражают модификацию сплава по со­держанию второстепенных легирующих элементов или примесей. Чистота сплава увеличивается от С до А, то есть А — наиболее чистый. Символ X обозначает, что сплав новый и пока не стандартизирован, то есть так называемый «временно стандартизированный сплав», например AZ81XA.

Обозначения магниевых сплавов по ASTM приведены ниже:

А — алюминий,                                          Н — торий,

Z — цинк,                                                 Е — редкоземельные металлы,

М — марганец,                                          L — литий,

К или W — цирконий,                                 Q - серебро.

Например, сплав AZ31B содержит номинально 3% алюминия, 1% цинка, имеет отличительные особенности по содержанию марганца и примесей (железа, никеля), что показывает буква В, то есть сплав средней чистоты по примесям.

В Британском стандарте (BS) магниевые сплавы обозначаются символом MAG (MAGNESIUM) и порядковым номером. Для деформируемых сплавов обозначение усложняется введением допол­нительной буквы, указывающей вид полуфабриката, например MAG-E-121 — магниевый сплав для прессованных (Extruded) полуфабрикатов, MAG-S-151 — магниевый сплав для листов (Sheets) и плит.

В Японии магниевые литейные сплавы обозначаются символом МС (Magnesium Castings), де­формируемые магниевые сплавы - МР, MB, MS. Первая буква - магний (Magnesium), вторая - вид полуфабриката: Р - плита, лист (Plate), В - пруток (Bar), S - профиль (Shape). Помимо буквенного обозначения в японской марке присутствует цифра номера сплава, например МСЗ, МР5 и т. п.

' Магниевые сплавы за рубежом, помимо стандартных обозначений, часто имеют дополнитель­ные обозначения и торговые марки различных организаций и фирм. Например, сплав AZ31 (США) в Англии может иметь марку MAG-111, AZ31 Электрон А4, в Германии - MgA13Zn, Магнезал W383 и т. п.

Фасонные отливки и деформированные полуфабрикаты из магниевых сплавов поставляются заказчику в состояниях после литья и горячей деформации без термической обработки и в терми­чески обработанных состояниях.

Термическая обработка может быть как упрочняющая, так и разупрочняющая (отжиг) с целью повышения пластичности, поэтому магниевые сплавы подразделяются на термоупрочняемые и термически неупрочняемые (табл. 6).

Таблица 6. Классификация магниевых сплавов в зависимости от способа упрочнения

Группа сплавов

Способность сплавов упрочняться при термической обработке

Марка литейных сплавов

Марка деформируемых сплавов

1

Термоупрочняемые

МЛ4, МЛ4п.ч МЛ5, МЛ5п.ч„ МЛ5о.н„ МЛ6, МЛ8, МЛ9 МЛ10. МЛ11, МЛ 12, МЛ 15, МЛ 19

МА5, МА11.МА12, МАИ

11

Термически неупрочнямые

МЛЗ

MAI, МА8, МА8п.ч., МА2, МА2-1, МА2-1 п.ч., МА15, МА17. МА18, МА19 МА20, MA2I

 

Для характеристики состояния поставки отливок и деформированных полуфабрикатов в разных странах принято специальное обозначение, которое наносится после марки сплава. Например, MЛ4T6 — сплав MЛ4 в закаленном и искусственно состаренном состоянии (табл. 7).

Таблица 7. Обозначение состояния поставки магниевых сплавов

 

Состояние поставки

Обозначение

Россия

гост

США

ASTM

Великобри­тания BS

Япония JIS

Литое или горячедеформированное

-

F

М

F

Отожженное, рекристаллизованное максимальной пластичности

м

0

0

0

Холоднодеформированное (нагартованное) или частично отожженное

н

H, HI*, Н2*

Н, HI Н2

H, H1.H2

Частично закаленное и искусственно состаренное (закалка в процессе охлаждения по­сле литья или горячей деформации)

Т1

Т5

ТЕ(Р)

Т5

Отожженное после литья (частично закаленное). Применяется только для отливок

Т2

Т2

TS

Т2

Закаленное и естественно состаренное

Т4

Т4

ТВ (W)

Т4

Закаленное и искусственно состаренное

Тб

Тб

TF(WP)

Тб

Закаленное и стабилизированное

Т7

Т7

Т7

Т7

Закаленное, нагартованное и искусственно состаренное

Т8

Т8

Т8

Т8

* Н1 — нагартованное состояние, достигаемое в результате холодной деформации без последующего отжига. H2 — нагартованное и частично отожженное состояние. Цифра, следующая за обозначениями Н1 или H2, указывает на степень нагартовки или на остаточную величину упроч­нения деформацией после частичного отжига. Эта цифра меняется от 8 (шах упрочнение) до 2 (min упрочнение).

 

Способы фасонного литья магниевых сплавов и принятое в стандартах России и их обозначение

В песчаные формы (в землю) - 3

По выплавляемым моделям - В

В кокиль (постоянные металлические формы) - К

В гипсовые формы - Г

В оболочковые формы - О

Под давлением - Д

Почти все литейные магниевые сплавы (кроме . МЛЗ) являются термоупрочняемыми закалкой (Т4) или закалкой и искусственным старением (Тб). В табл. 8 приведены марки литейных маг­ниевых сплавов по стандартам России, США, Великобритании и Японии с указанием их соответ­ствия; в табл. 9 -10 — механические и основные физические свойства отечественных сплавов; в табл. 11 —химический состав и механические свойства магниевых литейных сплавов.

Предел текучести при сжатии литейных сплавов практически равен их пределу текучести при растяжении. Модуль упругости при растяжении (Е) литейных сплавов обычно находится в пределах 4,2-4,4х104 МПа. Химический состав, термическая обработка и технология получения отливок незначительно меняют модуль упругости. Модуль сдвига литейных сплавов составляет 1,5-1,6x104 МПа. Коэффициент Пуассона литейных сплавов равен 0,31-0,35. Сплавы MЛ9, МЛ10, МЛ11, МЛ19 предназначены для длительной эксплуатации при температуре 200-300°С и кратковремен­ной — при температуре 300-400°С.

При низких температурах модуль упругости, пределы текучести и прочности литейных сплавов увеличиваются на 10—30%, относительное удлинение снижается в 1,1-1,3 раза.

Типичные значения ударной вязкости литейных сплавов составляют 0,5-0,7 кгс-м/см2.

Отношение предела усталости к пределу прочности литейных сплавов равно 0,35-0,5, то есть обычно предел усталости равен 50-90 МПа на базе 20x106 циклов. Причем нижнее значение пре­дела усталости характерно для образцов с надрезом, а верхнее значение — для гладких образцов.

Отношение предела прочности при срезе к пределу прочности при растяжении составляет 0,6- 0,8 для литейных сплавов, таким образом предел прочности при срезе равен 130-180 МПа.

Предел текучести при сдвиге литейных сплавов составляет 0,5-0,7 от предела текучести при растяжении.

Однозначной связи между прочностью и твердостью магниевых сплавов не существует. Твер­дость по Бринеллю магниевых сплавов — 350-900 МПа.

 

Таблица 8. Марки литейных магниевых сплавов в соответствии с действующими стандартами

Россия ГОСТ 2856

США ASTM В80

Великобритания BS 2970

Япония JIS Н5203

МЛЗ

-

-

-

МЛ4

AZ63A

-

MCI

МЛ п.ч.

-

-

-

МЛ5

AZ81 A, AZ91C

MAG1

МС2

МЛ5 п.ч.

.

MAG2

-

МЛ5 о.н.

-

MAG7

-

МЛб

.

MAG3

-

МЛ8

-

-

МС7

МЛ9

.

-

-

МЛ10

-

-

-

МЛ11

-

-

-

МЛ 12

ZK51A

MAG4

МС8

МЛ 15

-

-

-

МЛ19

-

-

-

.

AZ92A

-

мсз

.

АМ100А

-

МС5

.

EZ33A

MAG6

МС8

.

ZE41A

MAG5

-

-

HZ32A

MAG8

-

.

ZH62H

MAG9

-

-

К1А

-

-

-

ОЕ22А

 

-

-

QE21A

 

-

-

ZE63A

-

-

.

ZK61A

-

-

-

НК31А

-

-

 

Таблица 9. Механические свойства литейных сплавов после длительных нагревов (1000 ч)
при температуре 250°С

Марка сплава

Состояние поставки

Предел прочности, МПа

Предел текучести, МПа

Относительное удлинение, %

МЛ9

Тб

115

-

20

МЛ10*'

Тб

165

120

16

МЛ11

Тб

95

50

 

*) Температура испытания 200°С.

 

Таблица 10. Физические свойства отечественных литейных магниевых сплавов

Марка

сплава

Физические свойства

Плотность

Коэффициент термического линейного расши­рения в интервале темпе­ратур, °С

Коэффициент теплопроводности при температуре, °С

Удельная теплоемкость при температуре, °С

Удельное электросопротив­ление при температуре, °С

г/смЗ

20 

100

20 

100

100

200

20 

100

106 град-1

Вт/м*град

КДж/кг*град

104Ом*см

МЛ4 МЛ4 п.ч.

1,83

26,4

65

71

1,05

-

-

-

МА5 МЛ5 п.ч. НЛ5 о.н.

1,81

26,8

65

71

1,05

 -

-

13,4

МЛб

1.81

26,1

61

67

1,05

-

-

-

МЛ8

1,82

26,6

123

125

1.05

-

-

-

МЛ9

1,76

27,7

117

117

 

-

7,26

.

МЛ10

1,78

27.7

ИЗ

113

0,96

1,05

8,44

.

МЛН

1,80

21,9

105

109

1,05

-

7,3

.

МЛ12

1.81

26,2

134

130

1,05

 -

-

-

МЛ 15

1,83

25,9

138

134

0,92

-

-

-

МЛ19

1.79

27,7

88

-

1,13

-

7,5

 

 


 

Основные особенности и области применения российских и зарубежных магниевых литейных сплавов:

 

Марка

сплава

Основные особенности и области применения

МЛ3

Применяется очень редко в связи с низкими прочностными свойствами

МЛ4

Для литья в землю (3) и оболочковые формы(О). Обладает удовлетворительной коррозионной стойкостью.

МЛ4 п.ч.

Детали корпусов и систем управления самолетов, подвергающиеся статическим и динамическим нагрузкам. Корпуса приборов и переносных инструментов.

AZ63A

Вращающиеся детали (бобины) для текстильной промышленности, корпуса переносных инструментов, приборов.

МЛ1

Высокая прочность и хорошие пластичность и вязкость. Литейные свойства удовлетворительные. Отливки простой формы и не­больших размеров

МЛ5

Удовлетворительная коррозионная стойкость

МЛ5 п.н.

Повышенная (в 5-10 раз) коррозионная стойкость по сравнению с МЛ5

МЛЗ о.н.

Пониженная коррозионная стойкость по сравнению с МЛ5. Малая склонность к образованию горячих трещин. Детали всех мето­дов фасонного литья (3,К,0,И.Г,Д), в том числе сложной формы. Нагруженные детали, приборы, в т.ч. тормозные барабаны

AZ91C

Отливки с высокой прочностью, твердостью и хорошей пластичностью. Используется вместо сплава AZ63A, если не требуется высокая коррозионная стойкость

МЛб

Хорошие литейные свойства и удовлетворительная герметичность при изготовлении отливок методами литья 3, К, Д. Пониженная пластичность. Высоко- и средненагруженные детали - различные корпуса, детали приборов, аппаратуры. Целесообразно приме­нять дня деталей, требующих повышенного предела текучести

MAG3

Основной английский литейный сплав. Хорошие литейные свойства. Отливки герметичны. Применяется для литья под давлением

(Д)

МЛ8

Высокие и однородные механические свойства при изготовлении отливок методами литья 3. К, 0. Микрорыхлота снижает свойст­ва отливок в значительно меньшей степени, чем в случае сплава МЛ5. Литейные свойства удовлетворительные. Герметичность повышенная в сравнении с МЛ5 Высоконагруженные детали (кронштейны, фермы, детали управления, детали приборов, агрегатов и др.), в основном, простой конфигурации. Может заменять в конструкциях литейные и деформируемые алюминиевые сплавы АЛ9, АЛ4, АК4, АК6)

МЛ 9

Детали с толщиной стенки 6 мм выдерживают пневмодавление более 15 МПа. Детали, работающие длительно при температуре до 250-300°С и кратковременно - 350-400°С

МЛ 10

Хорошие литейные свойства (3,К). Рекомендуется для отливок сложной формы. Герметичность повышенная - отливки с толщи­ной стенки более 5 им выдерживают пневмодавление до 25-30 МПа. Механические свойства отливок по сечению однородные, близкие к свойствам отдельно отлитых образцов. Детали характеризуются высокой стабильностью размеров, высокими значения­ми длительной прочности и сопротивления ползучести. Нагруженные детали, работающие длительно при температурах до 250°С, кратковременно - до 350°С

МЛ 11

Детали двигателей, работающие при нагреве до 250-300°С. а также детали, от которых требуется повышенная герметичность. Не­достаток сплава - пониженные прочностные свойства при комнатной температуре

МЛ 12

Фасонные отливки сравнительно простой конструкции почти всеми методами литья - 3,К,0,В,Г. Литейные свойства удовлетвори­тельные. Отливчи обладают высокими и однородными механическими свойствами. Герметичность повышенная по сравнению со сплавом МЛ5. Детали (колеса, реборды и др.), длительно работающие при температурах до 200°С и кратковременно - до 250°С. Сплав обладает хорошими характеристиками усталостной прочности

MAG4

Детали двигателей и самолетов

МЛ 15

- Герметичность отливок повышенная. Детали с толщиной стенки 3 мм выдерживают гидростатическое давление более 15 МПа и пневмодавление более 10 МПа. Механические свойства по всему сечению отливок однородные. Сплав рекомендуется для изго­товления отливок методами литья 3,К,Г,В, в том числе отливок сложной формы. Нагруженные детали, длительно работающие при температурах до 200°С, кратковременно - до 350°С. Нагруженные детали двигателей

Е233А

MAG8

Сплав работает при температурах 150-260°С. Корпуса двигателей

МС8

Применяется как материал с высокой герметичностью для работы при повышенных температурах

ZE41A

Многоцелевое применение, где требуются литейные свойства, хорошие усталостные свойства и сопротивление ползучести. От­ливки имеют хорошую герметичность и однородность свойств. Применяется до температуры 160°С

HZ32A

Используется для деталей авиационных двигателей при температурах до 343°С. Обладает высокой жаропрочностью.

К1А

Пониженная прочность, но хорошие демпфирующие характеристики

ОЕ22А

Высокопрочный сплав для работы при температурах до 316°С

OE21A

Применяется в деталях, где требуется высокий предел текучести при температурах до 250°С

ZE63A

Хорошие литейные свойства, высокая прочность, хорошая пластичность и высокое сопротивление усталостным нагрузкам, не имеет тенденции к микропористости. Упрочняется при термообработке в среде водорода

ZK61A

Самая высокая удельная прочность в сочетании с хорошей пластичностью. Барабаны авиационных колес.

 

Предел текучести деформируемых магниевых сплавов при сжатии на 15-40% ниже их предела текучести при растяжении. Исключение составляют сплавы типа МА14 и магниево-литиевые сплавы (МА18, МА21, LA141A), пределы текучести которых при сжатии и растяжении равны ме­жду собой (табл. 14).

В зависимости от состава сплава, вида и режима термообработки полуфабриката модуль упру­гости при растяжении (Е) находится в пределах (4,1-4,4)х10 МПа. Для сплавов с литием (МА18, МА21) Е=(4,4-4,6)х104 МПа.

Модуль сдвига деформируемых магниевых сплавов составляет (1,5-1,6)х 104 МПа; коэффициент Пуассона — 0,31-0,35.
 

Таблица 10. Механические свойства сплавов МА8, МА2-1, МА-14

Марка

сплава

Вид полуфабриката и состояние поставки

 Механические свойства при температуре,°С

20

-70

-196

Предел прочности, МПа

Относительное удлинение, %

Предел прочности, МПа

Относительное удлинение, %

Предел прочности, МПа

Относительное удлинение, %

МА8

Плита

210

10

260

8

-

-

МА2-1

Плита

210

И

290

9

380

3

МА-14

Прессованный пруток, Т

340

10

410

8

470

3

 

Подпись:  
Подпись: Механические свойства сплавов MAI 1 и МА12
Сплавы MAЛ и МА12 предназначены для длительной работы до температур 200-250°С, кратковременной — до температур 300-350°С (табл. 12).

Таблица 12. Механические свойства сплавов МАЛ и МА12

Марка

сплава

Вид полуфабриката и состояние поставки

 Механические свойства при температуре, °С

200

250

Предел прочности, МПа

Предел текучести, МПа

Относительное удлинение, %

Предел прочности, МПа

Относительное удлинение, %

МАЛ

Прессованная полоса, Тб

 

 

-

180

10

 

Штамповка, Тб

 

 

 

170

10

МА12

Лист, Тб

ПО

120

И

-

-

 

Прессованный пруток. Тб

140

100

10

-

-

 

Типичные значения ударной вязкости магниевых сплавов составляют 0,5-1,5 кгс*м/см , для магниево-литиевых сплавов (МА18, МА21, LA141A) — 1,8-3 кгс-м/см2.

Предел усталости деформируемых магниевых сплавов на базе 2x107 циклов равен: для гладких образцов — 80-130 МПа; для образцов с надрезом (надрез ак =2,2) — 50-100 МПа.

Отношение предела прочности при срезе к пределу прочности при растяжении равно приблизи­тельно 0,7 для деформируемых магниевых сплавов и изменяется в пределах 120-220 МПа; состав­ляет 0,35-0,45 от предела текучести при растяжении; твердость по Бринеллю — 400-800 МПа.

В табл. 15 -16 приведены режимы термической обработки отечественных магниевых спла­вов; в табл. 17 - 18 — зарубежных.

Таблица 13. Режимы термической обработки отечественных литейных магниевых сплавов

 Марка сплава

Состояние поставки

 

Закалка

Искусственное старение

Отжиг

 

Температура,

°С

Время выдержки, ч

Температура,

°С

Время выдержки, ч

Температура,

°С

Время выдержки, ч

МЛ4

Т4

380±5

8-16

-

-

-

-

МЛ4 п.ч.

Тб *)

380±5

8-16

175±5

16

-

-

МЛ5

Т2

-

-

-

-

350±5

2-3

МЛ5 п.ч.

Т4

415±5

8-16

-

-

-

-

МЛ5 о.н.

Тб

415±5

8-16

175±5

16

-

-

МЛб

Т4

360±5

410±5

3

21-29

-

-

 

Тб Т61**)

360+5

410±5

3

21-29

190±5

4-8

-

МЛ8

Тб

Т61.

490±5

5

165±5

24

 

 

МЛ9

Гб

540±5

8-12

200±5

6-12

-

-

МЛ10

Тб

540±5

8-12

205±5

12-18

-

-

 

Т61

545±5

4-8

205±5

8-12

-

-

млн

Т2

-

-

-

-

325±5

3-5

 

Т4

570±5

4-6

-

-

-

-

 

Тб

570±5

4-6

200±5

12-16

-

-

МЛ 12

Т1

-

-

300±5

4-6

-

МЛ 15

Т1

-

-

300±5

2-6

-

-

МЛ 19

Тб

570±5

4-6

200±5

12-16

-

-

* Тб - закалка, обдувка сжатым воздухом. ** Т61 - закалка, вода 90“С ± 10°С

 

Таблица 14. Режимы термической обработки отечественных деформируемых магниевых сплавов

Марка сплава

Состояние

поставки

Закалка *

Искусственное старение

Отжиг

Температура,

°С

Время выдержки, ч

Температура,

°С

Время выдержки, ч

Температура,

°С

Время выдержки, ч

МА2-1, МА2-1 п.ч.

М

-

-

-

320-350

0,5

МА5

Т4

410-425

2-6

-

-

-

-

МА8, МА8 п.ч.

М

-

-

-

-

320-350

0,5

МАП

Тб

480-500

4

175±5

24

' -

-

МА12

Тб

TI

530-545

1-4

200±5

200±5

16

16

-

-

МА14

Т1

-

-

170±5

10-24

-

-

МА15

м

-

-

-

-

260±15

0,5

МА18

11

-

-

150±5

4-16

-

-

МА20

м

-

-

-

-

260±10

1

МА21

Т7

-

 

150±5

4-16

-

 

*) Закалка деформированных полуфабрикатов производится в горячую (90±10°С) воду или сжатым воздухом

 

 

Области применения магниевых деформируемых.сплавов приведены ниже:

Марка сплава

Основные особенности и области применения

МА1

Повышенная коррозионная стойкость. Сплав не склонен к коррозии под напряжением. Хорошая технологичность и свари­ваемость. Емкости для бензина, масла, детали трубопроводов, различные детали и сварные конструкции, подвергающиеся умеренным нагрузкам

МА1А

Наиболее высокие характеристики прессования

MAG-S-101 МА-Е -101

Низкая прочность и хорошая свариваемость. Применяется в емкостях для топлива и масел

МА2

Удовлетворительная коррозионная стойкость, небольшая склонность к коррозионному растрескиванию. В интервале температур 275-400 “С - высокая пластичность.

Кованные и штампованные детали сложной кофигурации для сварных конструкций. Плиты для полиграфической про­мышленности (клише и др.)

AZ318

AZ31C

Сплавы общего назначения - свариваемые, средняя прочность и хорошая технологичность (и при 20 °С). Высокая техноло­гичность при прессовании.

MAG-S-111

Сплавы общего назначения

MP1,MB1,MS1

Хорошая технологичность, в том числе при горячей прокатке

МА2-1, МА2-1 п.ч.

Удовлетворительная коррозионная стойкость (МА2-1). Сплав МА2-1пч - более высокая коррозионная стойкость. Детали вертолетов, оперения, люки, дверцы, сидения, детали внутреннего набора самолетов, панели.

МА5

Коррозионная стойкость удовлетворительная, склонность к коррозионному растрескиванию. Технологическая плас­тичность ниже, чем v сплава МА2-1. Нагруженные детали

AZ80A

Высокопрочный сплав. Прессованные полуфабрикаты, штамповки и поковки (барабаны авиационных колес)

МА8. МА8 п.ч.

Сплав МА8 п.ч. более коррозионностоек, чем сплав МА8. Оба сплава не склонны к коррозионному растрескиванию. Хо­рошая технологичность и удовлетворительная свариваемость. Емкости для бензина, масла и других не агрессивных по от­ношению к магнию жидкостей, детали трубопроводов, а также различные детали и сварные конструкции, подвергающиеся умеренным нагрузкам. Листы для обшивки, детали внутреннего набора, электрохимического назначения. Плиты для пане­лей самолетов. Штамповки для деталей сложной конструкции

МАМ

Повышенная коррозионная стойкость. Сплав применяется только в виде прессованных полуфабрикатов и штамповок (не­высокая технологическая пластичность). Высокое сопротивление ползучести до 250°С

МА12

Преимущества перед сплавом МАП по технологической пластичности, свариваемости и коррозионной стойкости. Не склонен к коррозии под нагреванием.

МАИ

Коррозионная стойкость удовлетворительная. Не склонен к коррозионному растрескиванию. Сваривается только контакт­ной сваркой. Детали узлов управления, штампованных барабанов авиационных колес и других нагруженных и высокона- груженных деталей и узлов конструкций

ZK60A

Высокий предел текучести и хорошая пластичность. Предел текучести при испытании не самый высокий по сравнению с другими сплавами для прессования. Прессованные и штампованные полуфабрикаты (барабаны авиационных колес)

MAG-E-161

Высокопрочный сплав с хорошим сопротивлением коррозии. Технологичность и свариваемость ограничены

МА15

Коррозионная стойкость удовлетворительная, не склонен к коррозии под напряжением. Технологическая пластичность при температурах деформации высокая. Нагруженные детали самолетов, в том числе сварные конструкции, требующие повы­шенного предела текучести при сжатии

МА17

Неконструкционный сплав. Плиты как материал со специальными свойствами для звукопроводов

МА18

Высокая пластичность при комнатной и криогенной температурах, повышенный модуль упругости (на 5-10%). Сплав хо­рошо прокатывается, сваривается и подвергается листовой штамповке при комнатной температуре. Коррозионная стой­кость удовлетворительная, не склонен к коррозии под напряжением. Детали приборов и аппаратов, работающих при ком­натной и криогенных температурах

МА19

Наиболее высокопрочный деформируемый магниевый сплав, коррозионная стойкость удовлетворительная, не склонен к коррозии под напряжением. Применяется для тех же целей, что и сплав МАИ, но имеет более высокую прочность при комнатной и повышенных температурах

МА20

Удовлетворительная коррозионная стойкость, не склонен к коррозионному растрескиванию. Пластичность в горячем со­стоянии высокая. Возможна штамповка деталей несложной формы при комнатной температуре. После сварки не требуется отжиг для снятия напряжении. Сварные детали сложной геометрической формы

ZEI0A

Сплав общего назначения с хорошей свариваемостью, не требует отжига для снятия остаточных напряжений

МА21

Пониженная плотность и высокая технологическая пластичность. Крупногабаритные штамповки и поковки (предел срав­ним с аналогичными полуфабрикатами из алюминиевого сплава АМгб

МР7

Невысокая прочность, но хорошая пластичность и технологичность при обработке давлением

MAG-E-121

Средняя прочность с прекрасной обрабатываемостью резанием. Технологичность удовлетворительная. Свариваемость ог­раниченная

ZK40

Высокий предел текучести и более высокие характеристики прессования по сравнению со сплавом ZK60A

MAQ-S-151,

MAG-E-151

Высокопрочный сплав с высоким сопротивлением коррозии

MAG-S-141,

MAG-E-141

Сплавы средней прочности с высоким сопротивлением коррозии и хорошей свариваемостью

НР4

Невысокая прочность, но высокие пластичность и технологичность при прокатке, в т.ч. при холодной прокатке

HK3IA

Работает при температурах от 204 до 31б°С. Хорошие коррозионные свойства, высокая технологичность и хорошая свари­ваемость

НК21А

Работает при температурах 260 - 317°С. Коррозионностойкий свариваемый сплав с хорошей технологичностью

LA141А

Наиболее легкий магниевый сплав с высокими характеристиками технологической пластичности и свариваемости. Для де­талей приборов, работающих на сжатие или срез при температурах ниже 93°С