4.4 Ливарні магнієві сплави

За хімічним складом ливарні сплави на основі магнію близькі до деформовних. Основні легуючі елементи : алюміній, цинк, марганець, кремній, церій, цирконій. Рівень механічних властивостей ливарних сплавів нижчий, порівняно з магнієвими деформованими сплавами. Певне підвищення властивостей ливарних сплавів пов'язано з подріб­ненням зерна. Існують різні способи впливу на розміри зерен: перегрі­вання розплаву перед литтям, введення до розплаву спеціальних при­садок (магнезит, хлорне залізо), введення цирконію.

Промислові ливарні сплави належать до трьох основних систем: М§-А1-2п, Мй-2и-2г, Мй-РЗМ-2г.

1. Сплави системи Mg-Al-Zn. Представники цієї групи - МЛ4, МЛ4пч, МЛ5, МЛ5пч, МЛ5он, МЛ6. Основним легуючим елементом є алюміній, додатково сплави легують марганцем для поліпшення коро­зійної стійкості. Сплави мають широкий інтервал кристалізації (180­250°С), порівняно з алюмінієм, мають меншу рідкотекучість, в об'ємі зливка - значна усадочна пористість, герметичність зливків порушу­ється, сплави схильні до утворення гарячих тріщин. Такі недоліки ма­ють безпосередній вплив на рівень механічних властивостей. Найви­щій рівень ливарних властивостей серед сплавів групи мають сплави МЛ5, МЛ6 - використовуються для відповідальних складних відливок (лиття - в земляні форми або в металевий кокіль). В залежності від вмісту домішок сплави позначають "пч" - підвищеної чистоти, "он" ­загального призначення. МЛ5пч (вміст домішок - 0,14%), МЛ5 -(0,5%), МЛ5он - (0,7%). Із збільшенням вмісту домішок зменшується корозійна стійкість та пластичність сплавів. Після лиття структура сплавів складається з а- твердого розчину та частинок інтерметалідів, що виділяють ся на межах зерен. У випадку сплавів МЛ5, МЛ6 на ме­жах виділяється у(М§17Л112), в сплаві МЛ4 окрім у- фази присутня Т-фаза (Мй4Л122и3). В литому стані сплави МЛ5, МЛ6 мають високу крихкість через утворення евтектичних виділень у-фази при нерівно-важній кристалізації. З метою усунення цього недоліку застосовують гомогенізацію при температурі 415-420°С (12-24 год.). Охолодження на повітрі фіксує однорідний пересичений твердий розчин. Міцність та пластичність відливок підвищується. Додаткове підвищення міцно­сті досягають штучним старінням при температурах 175°С (16 год.) -для сплавів МЛ4, МЛ5, 190°С (4-8 год.) - для МЛ6.

2. Сплави системи М^-Хп-Хт. Сплави мають більш високу міц­ність, порівняно з сплавами 1 групи, властивості менш чутливі до то­вщини відливки, та до наявності пор. До цієї групи належать МЛ12, МЛ15, МЛ8, МЛ17. МЛ12 має високу рідкотекучість, відливки щільні, сплав корозійностійкий. Зміцнення сплаву передбачає гартування (400°С) та старіння (150°С - 50 год.). Сплав має підвищену жароміц­ність за рахунок цирконію. Недоліки - схильний до утворення тріщин при кристалізації, погано зварюється. Сплав МЛ15 додатково легова­ний лантаном, що дозволило підвищити жароміцність, поліпшити зва­рюваність. За міцністю та пластичністю МЛ15 (ав=210 МПа, 5=3%) поступається МЛ12 (ав=230 МПа, 5=5%). Для легування МЛ8 викори­стовують кадмій, МЛ17 - кадмій та неодим, МЛ18 - кадмій та срібло. Кадмій підвищує механічні та технологічні властивості, неодим та срібло підвищують міцність (для МЛ18 ав=340 МПа, 5=6%).

3. Сплави системи М^-РЗМ-Хт. Представники цієї групи спла­ви МЛ9, МЛ10, МЛ11, МЛ19 мають високу жароміцність. Тривала експлуатація сплавів є можливою при температурах 250-350°С, корот­кочасна - при температурах до 400°С. Основним легуючим елементом в МЛ9, МЛ10, МЛ19 є неодим, в МЛ11 - церій. Всі сплави містять ци­рконій, що має рафінуючу дію та сприяє подрібненню зерна. Сплави зміцнюються ТО. Висока жароміцність пов'язана з тим, що зміцнюва­льні фази мало схильні до коагуляції в інтервалі робочих температур.