Сплавы магния

Достоинством магниевых сплавов является их высокая удельная прочность, немагнитность, они не дают искры при ударах и трении, обладают демпфирующими свойствами. Основными легирующими элементами магниевых сплавов являются Al, Zn, Mn и другие. Увеличение растворимости легирующих элементов в магнии с повышением температуры дает возможность упрочнять магниевые сплавы с помощью закалки и искусственного старения. Однако термическая обработка сплавов затруднена из-за замедленных диффузионных процессов в магниевом твердом растворе. Малая скорость диффузии требует больших выдержек при нагреве под закалку (до 16…30 час.) для растворения вторичных фаз, поэтому такие сплавы можно закаливать на воздухе. Временное сопротивление и предел текучести магниевых сплавов значительно повышаются с помощью термомеханической обработки. Магниевые сплавы очень хорошо обрабатываются резанием, легко шлифуются и полируются, удовлетворительно свариваются.

К недостаткам магниевых сплавов наряду с низкой коррозионной стойкостью, малыми значениям модуля упругости, и ограничением по контактированию с другими металлами и сплавами следует отнести плохие литейные свойства, склонность к газонасыщению, окислению и воспламенению при их приготовлении, а также склонность к самовозгоранию при нарушении режимов резания. Добавки бериллия (0,02…0,05%) уменьшают склонность к окислению, а кальция (до 0,2%) – к образованию пор в отливках.

По технологии изготовления магниевые сплавы подразделяют на литейные (МЛ) и деформируемые (МА); по механическим свойствам – на сплавы с невысокой и средней прочностью (150…250МПа), высокопрочные (200…350МПа) и жаропрочные (рабочая температура до 300^оС); по возможности упрочнения при термической обработке – на упрочняемые и не упрочняемые.

Из литейных магниевых сплавов получают детали методом фасонного литья. Деформируемые сплавы используют для получения полуфабрикатов и изделий путем пластической деформации (проката, ковка, штамповка и другие.). За буквами МЛ и МА ставят цифры, указывающие номер сплава. Механические свойства деформируемых магниевых сплавов несколько выше, нежели литейных.

Магниевые сплавы находят применение при изготовлении корпусов приборов, фотоаппаратов, биноклей, деталей радиоаппаратуры, печатающих устройств, деталей кабины самолетов, кожухов электронной аппаратуры и другие.

Пример обозначения марки сплава:

Сплав мл5 гост2856-79. Титан и его сплавы

Титан имеет две полиморфные модификации: низкотемпературная (до 882^оС) ---Ti, имеет ГП кристаллическую решетку; высокотемпературная -Ti, при 900^оС имеет ОЦК решетку. Титан легкий, прочный, тугоплавкий, более коррозионностойкий, чем нержавеющие стали, металл. Титан обрабатывается давлением в холодном и горячем состоянии, но плохо обрабатывается резанием. Механические свойства Ti определяются содержанием примесей: чем меньше примесей, тем ниже прочность и выше пластичность.

Воздействие примесей на титан многообразно. Алюминий, кислород, азот повышают температуру полиморфного превращения и расширяют - область. Молибден, ванадий, марганец, хром, железо понижают температуру полиморфного превращения и расширяют область -фазы. Марганец, железо, кремний и другие. образуют с титаном металлические соединения (интерметаллиды).

Отличительными особенностями титана и его сплавов являются хорошие механические свойства, малая плотность, высокая удельная прочность, хорошие технологические свойства, отличная коррозионная стойкость, теплостойкость, что предопределяет его применение в различных отраслях промышленности.

К недостаткам титана можно отнести малую жесткость (Е = 100ГПа), низкую теплопроводность (~ 7 % от теплопроводности алюминия) плохую или удовлетворительную обрабатываемость резанием, высокое газопоглощение (но в приборостроении благодаря ему он нашел применение в качестве геттерного материала), высокая химическая активность (плавление, сварку, необходимо вести в защитной среде или вакууме.)

По структуре, после охлаждения на воздухе, титановые сплавы подразделяют на три группы: первая группа – α-сплавы; вторая – (+)-сплавы; третья –-сплавы.

Сплавы первой группы ВТ4, ВТ5, ОТ4, ВТ18 и другие в основном легируются алюминием, в некоторых из них содержится Mn, Mo, Si, Sn, Zn. Сплавы отличаются повышенной прочностью при комнатной и повышенных температурах, термически стабильны, обладают пластичностью при содержании Al более 5%. Сплавы термически не упрочняются. Предел прочности составляет от 650…880 МПа, пластичность ~ 15…40%.

Сплавы второй группы ВТ6, ВТ8, ВТ14 и другие. содержат алюминий, ванадий, молибден. Они характеризуются более высокой прочностью, которую можно повысить за счет закалки и старения; меньшей склонности к водородной хрупкости. Главный эффект упрочнения сплавов достигается легированием. Механические показатели сплавов: = 800…1150МПа, = 8…15%.

Сплавы третьей группы ВТ3, ВТ22, ВТ15 и другие. наиболее пластичны, но наименее прочны.

Находят применение порошковые сплавы титана, позволяющие получать готовые детали методами порошковой металлургии, что сокращает расход материала при изготовлении деталей.

Сплавы на основе интерметаллидов титана обладают памятью формы. Эффект памяти формы – это способность сплава устранять в процессе обратного мартенситного превращения деформацию, полученную им после прямого мартенситного превращения (т.е. ту деформацию, которую сплав мартенситной структуры получил в процессе изготовления детали). Обратные мартенситные превращения протекают при температуре 100…120^оС. Основу сплавов, обладающих памятью формы, составляет никелид титана (TiNi).

Литейные сплавы титана обозначают добавлением в конце марки буквы Л, например, ВТ5Л, ВТ9Л.

В приборостроении титановые сплавы применяют для изготовления деталей и изделий, длительно работающих при повышенных температурах (300…500^оС), в агрессивных средах, медицинского инструмента, наружных и внутренних протезов, внутрикостных фиксаторов и другие.