2. Проаналізуйте структуру і властивості магнію і вплив домішок на них.

У залежності від вмісту домішок установлені такі марки технічного магнію (ГОСТ 804–93): Мг96 (99,96 % Мg), Мг95 (99,95 % Мg) і Мг90 (99,90 % Мg). Також виробляються магній високої чистоти (99,9999 % Мg) і гранульований магній.

Властивості магнію технічної чистоти суттєво залежать від вмісту в ньому домішок. Основними домішками в ньому є алюміній, залізо, кремній, натрій, калій, мідь і нікель.

Алюміній має велику розчинність у магнію і в тих кількостях, в яких він зустрічається як домішка, повністю входить у твердий розчин. У таких кількостях алюміній помітно не впливає на структуру і властивості магнію.

Залізо, натрій, калій не розчиняються в твердому магнію і не утворюють з ним сполук. У структурі магнію вони виявляються у вигляді окремих темних включень по границях зерен при дуже малому їх вмісті.

Кремній, мідь і нікель утворюють з магнієм хімічні сполуки Mg₂Si, Mg₂Cu, Mg₂Ni, які не розчинні в магнію у твердому стані. Унаслідок евтектичного характеру взаємодії з магнієм включення цих сполук розташовуються по границях зерен у вигляді тонких сітчастих або голкоподібних кристалів.

Залізо, мідь і нікель є найшкідливішими домішками в магнію, оскільки істотно погіршують його корозійну стійкість. Їх вміст у технічному магнію не повинен перевищувати 0,04 % Fe, 0,005 % Cu і 0,001 % Ni. Вміст натрію і калію не повинен перевищувати 0,01 і 0,005 % відповідно. У ливарних магнієвих сплавах допускається більший вміст домішок.

Для поліпшення властивостей до складу технічного магнію спеціально вводять деякі присадки, такі, як берилій, цирконій, кальцій. Берилій у кількості 0,005…0,020 % сприяє рафінуванню магнію і зменшенню його окисненості в процесі плавлення. Цирконій значно подрібнює зерно литого магнію та сприяє підвищенню його механічних і корозійних властивостей.

Механічні властивості Мg : σ _в =100-120 МПа, σ_0,2 = 20- 30 МПа, δ = 6-8 %

5.

1. Проаналізуйте структуру і властивості деформівних сплавів алюміній-магній

Сплави системи Al–Mg (магналії). Сплави алюмінію з магнієм з невеликими додатками марганцю, хрому та інших елементів мають підвищену міцність і пластичність, піддаються глибокій витяжці, добре зварюються та мають підвищену корозійну стійкість.

На діаграмі стану Al–Mg сплави, які застосовуються у промисловості, мають гетерогенну структуру, що складається із зерен -твердого розчину і виділень фази (Mg₂Al₃). За наявності марганцю і домішок заліза та кремнію також утворюються різні марганцевисті фази (AlMg₂Mn, AlFeSi) й силіцид магнію (Mg₂Si). У сплавах із вмістом магнію 5…6 % унаслідок нерівноважної кристалізації можливо також утворення евтектичної складової, що призводить до огрубіння структури. Магній суттєво зміцнює алюміній. Кожний відсоток (за масою) магнію підвищує міцність на 30 МПа.

Для покращання властивостей сплави системи Al–Mg додатково легують марганцем, хромом, титаном і ванадієм. Невеликі присадки марганцю або хрому, що вводяться для додаткового зміцнення сплаву (0,3…0,5 % Mn або 0,1…0,2 % Cr), збільшують границю міцності на 20…25 МПа, не спричиняючи суттєвої зміни структурного стану сплаву. Основне призначення ванадію і титану – поліпшення зварюваності сплавів. Ці компоненти в невеликих кількостях сприяють подрібненню зерна в наплавленому металі, зменшують схильність сплавів до утворення тріщин при зварюванні та поліпшують механічні властивості зварних з’єднань.

Легування сплавів системи Al–Mg хромом, титаном і ванадієм сприяє більш рівномірному розподілу -фази й тим самим зменшує їх схильність до корозії під напругою. При тривалому нагріві відбувається розчинення -фази та евтектичних ділянок, що утворюються. Залишаються нерозчинною марганцевиста фаза і силіцид магнію. Гомогенізація високомагнієвих сплавів – необхідна технологічна операція перед гарячою обробкою сплавів.

Основна частина продукції зі сплаву типу АМг постачається у відпаленому стані. Механічні властивості відпалених сплавів залежать від вмісту в них магнію.

Сплави з вмістом магнію до 8 % термічно не зміцнюються, незважаючи на велику розчинність магнію в алюмінію, яка зменшується зі зниженням температури. Деяке додаткове зміцнення (10…15 %) можна отримати шляхом холодної деформації. До старіння більш схильні сплави з вмістом магнію більше 8 %. У сплавах із вмістом магнію 8…9 % (АМг8) старіння помітно протікає, починаючи з температури 100 °С, і супроводжується зміною структури та фізико-механічних властивостей. Після старіння

Недоліком сплавів системи Al–Mg є відносно низька границя плинності. Для підвищення границі плинності застосовують сплави АМг5 і особливо АМг6 після нагартування на 20…30 %.