Магний и его сплавы

Магний относится к легким и легкоплавким элементам: плотность его 1740 кг/м³ (1,7 г/см³), а т. пл. 651° С. Это химически активный элемент, стружки и опилки магния легко воспламеняются при нагреве. Магний легко обрабатывается резанием, но имеет низкие механические свойства [σв = 80—110 MH/м² (8 - 11 кгс/мм²), δ = 6%].

Поэтому как конструкционный материал не находит применения, а служит основой для получения сплавов, применяемых в технике, особенно там, где вес конструкции имеет решающее значение (ракето-, самолето-, приборостроение). Это объясняется тем, что удельная прочность магниевых сплавов в 4,5 раза выше, чем у алюминиевых, в 2 раза выше, чем у высокопрочного чугуна. Магниевые сплавы способны гасить ударные и вибрационные нагрузки, но они имеют низкую термостойкость (100—150° и только некоторые из них до 200—350 °С и кратковременно при 350—400°С).

В настоящее время применяется большое количество магниевых сплавов, содержащих алюминий, цинк, марганец, торий, цирконий, бериллий, РЗМ (редкоземельные металлы). Наибольшее применение находят сплавы систем: Mg—Al—Zn, Mg—Zn—Zr, Mg—Zn—Zr—РЗМ. Указанные элементы частично растворимы в магнии, многие из них образуют химические соединения, например Mg₃Al₄. Магниевые сплавы подразделяются на литейные (МЛ) и деформируемые (МА).

Деформируемые сплавы подвергаются ковке, штамповке, прессованию, прокатке, поэтому из них делают прутки, полосы, профили, трубы, листы, поковки и др. Из сплавов магния изготовляют перегородки, трубы, профили для сварных конструкций, кузовы, бензобаки и детали спортивных автомобилей, крупногабаритные нагруженные детали.

Литейные магниевые сплавы имеют высокие литейные свойства, поэтому из них делают изделия литьем в кокили (металлические формы) под давлением и в сырые песчаные формы. Особенно широко применяется сплав МЛ5, в котором сочетаются высокие литейные и прочностные свойства, что позволяет из него готовить детали летательных аппаратов, колес, корпуса агрегатов, маслопомпы и др. Сплавы магния также используются для изготовления изделий, применяемых в автомобильной и тракторной промышленности (картеры двигателей, коробки передач, детали автомобильных колес и др.). Сплавы магния с РЗМ и цирконием (МЛ12 и МЛ15) используются для изготовления изделий, работающих при 250—350° С и кратковременно при 350—400° С. Кроме того, магниевые сплавы применяются при изготовлении деталей приборов, фотоаппаратов, киноаппаратуры, оптических и счетно-решающих приборов и т.п., потребность в которых непрерывно возрастает.

Изделия магниевых сплавов подвергаются рекристаллизационному отжигу (~350°С), закалке и старению. Используя эти операции, можно резко повысить их прочностные свойства, например, предел прочности у деформируемых сплавов повышается на 10—30%, а у литейных на 30—60%.

Малахов, Жуков. Основы металловедения и теории коррозии