Особенности литейных магниевых сплавов и области их применения

Особенностью литейных магниевых сплавов является их лёгкая окисляемость (возгораемость), образование при температурах выше 700ºС нитрида магния (Mg3N2), интенсивное поглощение водорода, что приводит к образованию микропористости, трещин при затруднённой усадке, неметаллическим включениям, что необходимо учитывать при плавке и получении отливок.

Характерной особенностью магниевых сплавов является их малая плотность при сравнительно высоких прочностных показателях, что позволяет использовать их для уменьшения веса деталей различных машин (например, отбойных молотов, деталей двигателей мотоциклов, автомобилей, некоторых деталей самолётов).

Способность магниевых сплавов хорошо противостоять ударным нагрузкам позволяет использовать их для деталей колёс автомобилей, орудий, самолётов, роликов конвейеров. Магниевые сплавы обладают способностью к поглощению энергии, благодаря низкому модулю упругости. В ряде случаев магниевые сплавы могут применяться вместо алюминиевых сплавов, а также вместо чугуна.

Недостаток магниевых сплавов – более низкая коррозионная стойкость по сравнению с алюминиевыми сплавами. Однако при обеспечении защиты от коррозии детали могут длительное время работать в атмосферных условиях.

При разработке литейной технологии необходимо учитывать особенности технологических свойств магниевых сплавов.

Большинство магниевых сплавов имеют широкий интервал кристаллизации.

Сплав………………….МЛ4 МЛ5 МЛ6…МЛ9 МЛ10 МЛ12 МЛ15

Интервал

кристаллизации,ºС…155… 115 120 95 95 75 75

Жидкотекучесть магниевых сплавов примерно такая же, как алюминиевых с соответствующим интервалом кристаллизации.

Отливки из магниевых сплавов склонны к поражению усадочной пористостью.

Поэтому для увеличения герметичности отливки подвергаются пропитке. Концентрированные усадочные раковины незначительны

Отливки из магниевых сплавов более склонны к горячим трещинам, чем из алюминиевых, что связано с меньшим коэффициентом теплопроводности. Особенно это относится к отливкам, получаемым в металлических формах.

Магниевые сплавы больше, чем алюминиевые склонны к насыщению газами, особенно водородом.

Так же, как алюминиевые, магниевые сплавы склонны к образованию плён и неметаллических включений. Поэтому для отливок применяют расширяющиеся литниковые системы.

Для очистки магниевых сплавов от неметаллических включений используют фильтрацию через сетчатые фильтры с размером ячейки 1х1 мм.,а также более тонкую очистку через зернистые фильтры (магнезит, графит, кокс).

Кроме литейных сплавов для изготовления листов, поковок, штамповок прутков и полос в промышленности применяют деформируемые сплавы, химический состав которых регламентирован ГОСТ 14957-76. Деформируемые сплавы по химическому составу совпадают с литейными, но отличаются от них меньшими допусками по содержанию примесей. Обозначаются деформируемые магниевые сплавы буквами МА и порядковым номером. Например, МА1, МА8, МА8пч, МА14 и др

По химическому составу деформируемые магниевые сплавы подразделяются на следующие группы:

1 группа – сплавы на основе системы Mg – Mn ( МА1, МА8, МА8пч);

2-я группа – на основе системы Mg – Al – Zn (MА 2, МА2-1, МА2-1пч, Ма5);

3-я группа – на основе системы Mg – Zn – Zr ( МА14, МА15, МА19, МА20);

4-я группа – на основе системы Mg – РЗЭ –Mn (МА11, МА 17);

5-я группа – сплавы, легированные литием (МА 18, МА21).

Сплавы 1-группы отличаются высокой коррозионной стойкостью, высокой пластичностью в горячем состоянии, удовлетворительно свариваются. Их применяют в отожжённом состоянии для изготовления изделий, не несущих высоких нагрузок.

Сплавы 2-й группы имеют различный уровень механических свойств в зависимости от содержания алюминия.

Сплавы 3-й группы характеризуются высокой прочностью и хорошей пластичностью в горячем состоянии и удовлетворительной коррозионной стойкостью. Их применяют для изготовления средненагруженных деталей. Вредными примесями в этой группе сплавов являются алюминий, кремний, марганец, никель и сурьма. Эти примеси снижают модифицирующее действие циркония.

Сплавы 4-й группы обладают высокими жаропрочными свойствами. Сплавы с церием устойчиво работают при температуре 200ºС, а с неодимом – при 250-300ºС.

Самым лёгким конструкционным материалом являются сплавы магния с литием. Их плотность составляет 1,3…1,65 г/см³.

Магниевые сплавы подвергаются термической обработке. Режимы термической обработки приведены в соответствующих стандартах.

Механические свойства некоторых магниевых сплавов, механические свойства и области их применения приведены в таблице 7-1.

Таблица 7-1. Механические свойства и области применения некоторых