Деформируемые сплавы. 
Материаловедение и технология материалов

В состоянии после деформирования и отжига магний обладает свойствами более высокими (ов =180 МПа, оо, 2 = 98 МПа, 8 = 15−5-17%, НВ 40), чем в литом (ав" 80*110 МПа, = 20*30 МПа, 8 = 6*8%, НВ 30). Пониженная пластичность магния обусловлена его гсксогональной структурой. К деформируемым сплавам относятся сплавы па основе систем Mg—Mn (МА1), Mg-Al-Zn (МА2−1), Mg-Zn-Cr (МА14) (табл. 9.2).

Деформируемые магниевые сплавы поставляют в виде поковок, горячекатаных полос, штампованных заготовок, прутков, профилей. Технологическая пластичность магниевых сплавов увеличивается с уменьшением скорости деформирования. В зависимости от состава сплава температурный интервал обработки при прессовании изменяется в пределах 300—480°С, при прокатке (начало) — 225—440°С, при штамповке (в закрытых штампах) — 280—480°С.

Сплав МА1 имеет структуру твердого раствора Мп в магнии с включениями чистого Мп по границам и внутри твердого раство;

Таблица 9.2

Химический состав и механические свойства магниевых сплавов.

ра. Сплав MAI обладает хорошей пластичностью, свариваемостью и высокой коррозионной стойкостью в условиях эксплуатации.

Сплав МА8 в отличие от МА1 дополнительно легирован церием. Церий в сплаве МА8 образует дисперсные выделения соединения MggCe и измельчает зерно. В результате сплав МА8 имеет повышенные пределы прочности и текучести и лучшую, чем сплав МА1, обрабатываемость в холодном состоянии. В отличие от сплава МА8 сплав МА2−1 обладает повышенным сопротивлением разрыву (см. табл. 9.2) наряду с высокой технологичностью. Он легко прокатывается, поддается всем видам листовой штамповки. Сплав хорошо сваривается, но подвержен коррозии под напряжением. Сплав МА14 является, жаропрочным и способен работать при температурах до 250 °C. Его в состоянии после горячей пластической деформации (охлаждение на воздухе) подвергают искусственному старению (режим Т5), в результате которого он приобретает повышенные механические свойства. Сплав МА14 склонен к образованию горячих трещин при прокатке.

Литейные сплавы. Механические свойства магния и его сплавов в литом состоянии с уменьшением размера зерна возрастают. Мелкое зерно получают за счет перегрева расплавов до 850—950°С и его модифицирования добавками (мел, магнезит, хлорное железо). В результате в расплаве образуются твердые частицы Ab^Fe, AI4C3 — центры кристаллизации. Проблема возгорания магниевых сплавов решается путем выплавки их в железных тиглях и наведения защитных легкоплавких флюсов. Литье в формы ведут в среде сернистых газов, образующихся при введении серы в струю сплава. Формовочные смеси земляных форм в своем составе содержат присадки фтористых солей аммония, аммонийные комплексные соли фтороводородной и борной кислот, предотвращающих окисление поверхности отливок.

Магниевые сплавы МЛ5 и МЛб (системы Mg—Al—Zn) отличаются повышенными литейными свойствами, малой усадкой, низкой склонностью к образованию рыхлот, хорошей жидкотекучестью. В литом состоянии сплавы хрупки по причине образования интерметаллида Mg₄Al3 но границам и внутри зерен твердого раствора. Переменная растворимость алюминия и цинка в магнии с изменением температуры позволяет применять к сплавам термическую обработку. Сплавы МЛ5 и МЛ6 упрочняются гомогенизацией при 420 °C в течение 12—14 ч и закалкой на воздухе (режим Т4). Сплавы МЛ5 и МЛ6 после старения в течение 4—8 ч при температурах 175 и 190 °C соответственно повышают значения временного сопротивления и предела текучести (см. табл. 9.2).

Сплавы магния с цинком и цирконием (МЛ 12), а также сплавы, дополнительно легированные редкоземельными металлами, например церием (МЛ 10), обладают высокими технологическими и механическими свойствами при температурах 20—25°С и при повышенных (см. табл. 9.2). Цирконий в сплаве МЛ 12 значительно измельчает структуру отливок, благоприятно влияет на свойства твердого раствора, способствует очистке сплава от вредных примесей. Сплав МЛ 12 имеет высокую коррозионную стойкость.

Сплав МЛ 10 способен работать при температурах до 350 °C. Это достигается термической обработкой сплава по режиму Тб. При этом образующиеся при старении в результате распада пересыщенного твердого раствора дисперсные частицы Mg₉Ce равномерно распределены в матричном твердом растворе и малосклонны к коагуляции.

Применение магниевых сплавов. Из-за низкой плотности магниевые сплавы по удельной прочности превосходят некоторые конструкционные стали, чугуны и алюминиевые сплавы. Магниевые сплавы хорошо поглощают вибрацию. Их удельная вибрационная прочность с учетом демпфирующей способности практически в 100 раз выше, чем у дуралюминия, и в 20 раз больше, чем у легированной стали. Магниевые сплавы успешно применяют в конструкциях самолетов, вертолетов, ракет, автомобилей. Так, сплавы МЛ5 и МЛ6 идут на изготовление тормозных барабанов, коробок передач, штурвалов, кронштейнов. Детали приборов, отличающиеся высокой герметичностью и стабильностью размеров, изготавливают из сплава МЛ 10. Деформируемый сплав МА1 применяют для изготовления сварных деталей и арматуры бензои маслосистем. Сплав МА14 применяется в ракетной технике для деталей, работающих кратковременно при температурах до 350 °C и длительно — при температурах до 250 °C (корпуса ракет, корпуса насосов, стабилизаторы, обтекатели).

Коррозионную стойкость изделий из магниевых сплавов повышают оксидированием поверхности и последующем нанесением лакокрасочных покрытий на основе кремнийорганических соединений.