4.3 Деформовні магнієві сплави

Призначені для виготовлення прутків, смуг, профілю. Внаслідок особливості будови (ГЩП-гратка) магнієві сплави малопластичні при звичайних температурах. При підвищенні температури до 200­300°С з'являються додаткові системи ковзання, внаслідок чого зростає пластичність.

В деформовних напівфабрикатах магнію та його сплавів існує текстура деформації, що є причиною анізотропії механічних властиво­стей (до 35% за різними напрямками). Критичний ступінь деформації для магнію - 5-10%.

За основними легуючими елементами деформовні сплави маг­нію поділяють на п' ять основних груп:

1. Сплави системи М^-Мп. Сплави не зміцнюються термооб­робкою, хоча змінна розчинність марганцю в магнії існує. Основною метою легування є підвищення корозійної стійкості та зварюваності. Марганець реагує з залізом, очищує розплав, оскільки сполука, що утворюється, має більшу густину та осаджується на дно тиглю. Пред­ставник групи - сплав МА1. Подвійні сплави майже не застосовують­ся, більше використання має сплав МА8, що містить 1,3% Мл, 0,2%Се. Сплав не зміцнюється термічною обробкою, структура представлена твердим розчином Мл в Мй, кристалами Мл, сполукою Мй12Сє. Церій утворює дисперсні частинки, подрібнює зерно, внаслідок чого зростає міцність, пластичність, деформовність. МА8 має високу технологічну пластичність, середню міцність (ав=240-260МПа, 5=7-12%).

2. Сплави системи М^-АЇ-Хп-Мп. Алюміній та цинк мають ви­соку розчинність в магнії при підвищених температурах. Зниження температури супроводжується зменшенням розчинності. Зміцнення сплавів пов'язано з виділенням у-,Т-фаз на основі сполук Мйі7ЛІі2 та Мй32л3ЛІ. До цієї групи належать сплави МА2-1, МА2-1пч (підвище­ної чистоти). Сплави мають міцність вище за МА8 (ав=260-280 МПа), технологічні при деформуванні, добре зварюються, недоліком сплаву є схильність до корозії під напруженнями.

3. Сплави системи М^-Хп-Хт. Представники групи - сплави МА14, МА15, МА19, МА20. Сплави мають високу міцність, що зумо­влено дією цирконію. 2г - сприяє очищенню металу від заліза (утво­рюються сполуки 2г2Бе3, 2гБе, що осаджуються з розплаву), подріб­нює зерно, стримує ріст зерен при рекристалізації, підвищує опір ко­розії. Сплав МА19 додатково легований неодимом та кадмієм має найвищу міцність (ав=380-400 МПа).

4. Сплави системи М^-Яй. Представники групи - сплави МА11, МА12. Основним легуючим елементом є неодим (2,5-3,5%). Неодим забезпечує високу жароміцність за рахунок стабільності твер­дого розчину та низької швидкості коагуляції фази Мй4іКсі5. Додатко­во сплави легують марганцем та нікелем (МА11), цирконієм (МА12). Марганець та нікель підвищують опір повзучості, тривалу міцність. Недоліком є те, що нікель зменшує опір корозії. Цирконій сприяє по­дрібненню зерна, поліпшує технологічну пластичність. Сплави зміц­нюють термообробкою.

5. Сплави системи М^-Ьі (рис.4.3). Легування магнію літієм (р=0,53 г/см ) дозволяє отримувати сплави, густина яких менша за чи­стий магній. Сплави мають високу пластичність, технологічні при об­робці тиском.

В залежності від вмісту літію в структурі сплавів присутні на­ступні види фаз: до 5,7% Іл - а-фаза (твердий розчин літію в ГЩП-гратці магнію); в проміжку концентрацій 5,7-10,4% Іл структура скла­дається з суміші фаз (а+Р); при вмісті літію понад 10,4% існує Р-фаза (твердий розчин атомів магнію в ОЦК гратці літію). При появі в стру­ктурі сплавів Р-фази пластичність зростає, це пов' язано з більшою кі­лькістю систем ковзання в ОЦК гратці. Підвищення вмісту літію при­зводить до зменшення показників міцності. Для збереження певного рівня міцності сплави додатково легують алюмінієм, цинком, кадмієм, РЗМ. До цієї групи належать сплави МА18, МА21.

І °С 700

600

400

200

Мд   Ю 20      40      60      80 /_/ % (мас.)

Рисунок 4.3 - Діаграма стану системи Мй-іл