Министерство образования и науки Российской Федерации

ФГОУ ВПО «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИСиС»

_____________________________________________________________________

Институт Экотехнологий и Инжиниринга

Кафедра Металловедения цветных металлов

Курсовая работа по теме

“Магниевые сплавы для авиастроения”

Подготовил студент группы КЦД-09-1

Гальцев Никита Алексеевич

Москва, 2011 г.

Содержание

1.Введение

2.Магниевы сплавы в авиастроении.

3.Магний на мировом рынке

4.Вывод

5.Список литературы

1.Введение

Магний – один из самых распространенных в земной коре элементов, он занимает VI место после кислорода, кремния, алюминия, железа и кальция. В литосфере (по А.П.Виноградову) содержание магния составляет 2,1%. В природе магний встречается только в виде соединений. Он входит в состав многих минералов: карбонатов, силикатов и др. К числу важнейших из таких минералов относятся, в частности, углекислые карбонатные породы, образующие огромные массивы на суше и даже целые горные хребты

Общие сведения

Магний относиться ко второй группе периодической системе Д.И. Менделеева. Атомная масса его 24,32; магний - щелочноземельный металл.

Атомный радиус, A	1,6
Радиус иона Mg2+, A	0,74
Энергия ионизации, эв, для Mg0  Mg+	7,64
для Mg+  Mg2+	15,03
Плотность (20 oC), г/см3	1,739
Температура плавления., oC	651
Температура кипения, oC	1107
Теплота плавления, кал/г-атом	2100
Теплота испарения, кал/г-атом	31000
Теплота возгонки (при 25 oC), кал/г-атом	35000
Удельная теплоемкость (20 oC), кал/г-град	0,248
Теплопроводность (20 oC), кал/смсек. град	0,37
Удельное электрическое сопротивление, Омсм	4,510-6
Поперечное сечение захвата тепловых электронов, барн	0,059
Электропроводность (Hg=1)	22

Магний плавиться при 650°С и кипит при 1107°С, полиморфных модификаций не имеет и во всем интервале температура ниже точки плавления сохраняет гексагональную плотноупакованную структуру с соотношением осей с/а, почти равному теоретическому значению (1,62354). Размеры атома магния, достаточно велики. Его атомные диметр, приведенный к координатному числу 12, равен 0,320нм. Плотность магния 1,74г/см³ при 20°С.Удельная теплоемкость магния примерно такая же как и у алюминия (у магния 1,03 кДж/(кг*С°) , у алюминия 0,90 кДж/(кг*С°) при 20°С), а скрытая теплота плавления в 2 раза меньше. Теплопроводность магния в полтора раза меньше чем у алюминия, но больше чем у стали. Термические коэффициенты линейного расширения магния и алюминия примерно одинаковы. Электросопротивление магния почти в 2 раза больше чем у алюминия. Магний парамагнитный металл.[10]

Магниевые сплавы, сплавы на основе магния. Наиболее прочные, в том числе и наиболее жаропрочные, магниевые сплавы разработаны на основе систем магний — металл с ограниченной растворимостью в твёрдом магнии. Вследствие высокой химической активности магния выбор металлов, пригодных для легирования магниевых сплавов, сравнительно невелик. Магниевые сплавы разделяются на 2 основные группы: литейные — для производства фасонных отливок и деформируемые — для производства полуфабрикатов прессованием, прокаткой, ковкой и штамповкой.

Историческая справка. Первые магниевые сплавы появились в начале 20 века (под названием «электрон», теперь мало употребляемым).Значение конструкционных промышленных материалов магниевых сплавов приобрели в конце 20-х — начале 30-х годов 20 века, то есть почти через 100 лет после того как французский химик А. Бюсси впервые выделил магний в чистом виде (1828). До конца 40-х годов применялись главным образом сплавы на основе систем Mg — Al — Zn и Mg — Mn. Дальнейшему прогрессу в области создания магниевых сплавов способствовало открытие модифицирующего и рафинирующего действия циркония. В 50-х годах начали применяться сплавы на основе систем Mg — Zn — Zr, Mg — p. З. М. (редкоземельный металл) — Zr (или Mn), Mg — Th, а также сверхлёгкие сплавы на основе системы Mg — Li. Производство и потребление магния и магниевых сплавов возрастает. Мировое производство магния к началу 2-й мировой войны1939—45 составило около 50 тысяч т, в 1969 ~ 2 млн. Т, из них ~ 40—50% расходуется на производство отливок и деформированных полуфабрикатов.

Магниевые сплавы широко применяют в авиастроении, ракетной технике, при изготовлении различных транспортных машин, так как при малой объемной массе они имеют высокую удельную прочность, что позволяет снизить массу двигателей и агрегатов и других узлов машин. Ценным свойством магниевых сплавов является то, что они хорошо поглощают механические вибрации. Вместе с тем магниевые сплавы обладают рядом недостатков. Они значительно уступают алюминиевым сплавам по пластичности и коррозионной стойкости; отличаются очень высокой окисляемостью в жидком состоянии, способны воспламеняться при температуре 400—550°С, что затрудняет изготовление отливок. Литейные свойства у магниевых сплавов низкие: плохая жидкотекучесть, большая линейная усадка, склонность к образованию усадочных рыхлот и горячих трещин. Литейные магниевые сплавы обозначают буквами МЛ (магниевый, литейный) и цифрами, указывающими номер сплава, например МЛ5, MЛ6, МЛ8. В зависимости от химического состава их разделяют на три основные группы: I — сплавы на основе системы Mg— Al — Zn, II —Mg — Zn — Zr и III — Mg — РЗЭ - Zr (РЗЭ — редкоземельные элементы). Лучшими, чем у других магниевых сплавов, литейными свойствами отличаются наиболее широко применяемые сплавы системы Mg— Al —Zn МЛ5 и МЛ6, относящиеся к высокопрочным сплавам (σв — До 220 МПа). Их используют при изготовлении нагруженных деталей двигателей автомобилей, самолетов с рабочими температурами до 150°С. Сплав МЛ4, обладающий высокой коррозионной стойкостью, склонен к микропористости и к образованию горячих трещин. По сравнению со сплавами системы Mg— Al —Zn сплавы системы Mg — Zn — Zr обладают более высокими прочностными свойствами (σв = 220÷250 МПа) меньшей чувствительностью - механических свойств к влиянию микрорыхлот. Типичным представителем этой группы сплавов является сплав МЛ 12, отличающийся более высокими пластическими свойствами по сравнению со сплавами 1 группы, большей коррозионной стойкостью, лучшими литейными свойствами. Легирование цирконием повышает его жаропрочность. Сплавы этой группы МЛ8, МЛ 15 дополнительно легированы кадмием, лантаном и неодимом, что улучшает их технологические и механические свойства. Сплавы этой группы применяют для изготовления высоконагруженных деталей, работающих при ударных нагрузках и повышенных (до 150—200°С) температурах. Сплавы системы Mg — РЗЭ - Zr (МЛ9, МЛ 10, МЛ11, МЛ19) используют как жаропрочные. При длительной эксплуатации они могут работать до 250— 300°С, а при кратковременной — до 400°С. Основным легирующим элементом в сплавах МЛ9, МЛ 10, МЛ 19 является неодим, а в МЛ11—цериевый мишметалл (75% Се, остальное—РЗЭ). Все сплавы третьей группы легированы также цирконием, они обладают хорошими литейными и технологическими свойствами.[5]