Магниевый сплав

редактировать
Рисунок 1: Количество научных статей с терминами AZ91 или AZ31 в аннотации. Корпус камеры Samsung NX1 из магниевого сплава

Магниевые сплавы представляют собой смеси магния (легчайшего конструкционного металла) с другими металлами (называемыми сплавами ), часто с алюминием, цинком, марганцем, кремнием, медью, редкоземельными элементами и цирконием. Сплавы магния имеют гексагональную решетчатую структуру, которая влияет на фундаментальные свойства этих сплавов. Пластическая деформация гексагональной решетки более сложна, чем у металлов с кубической решеткой, таких как алюминий, медь и сталь ; поэтому магниевые сплавы обычно используются в качестве литых сплавов, но исследования деформируемых сплавов были более обширными с 2003 года. Литые магниевые сплавы используются для многих компонентов современных автомобилей и в некоторых высокопроизводительных транспортных средствах ; Литой под давлением магний также используется для изготовления корпусов камер и компонентов объективов.

Практически все промышленные магниевые сплавы, производимые в США, содержат алюминий (от 3 до 13 процентов) и марганец (от 0,1 до 0,4 процента). Многие из них также содержат цинк (от 0,5 до 3 процентов), а некоторые из них закаливаются при термической обработке. Все сплавы могут использоваться для более чем одной формы продукта, но сплавы AZ63 и AZ92 чаще всего используются для литья в песчаные формы, AZ91 для литья под давлением, а AZ92 обычно используются для непрерывного литья в формы (в то время как AZ63 и A10 иногда также используются в последних. приложение тоже). Для поковок чаще всего используется AZ61, и здесь сплав M1 используется там, где требуется низкая прочность, и AZ80 для максимальной прочности. Для экструзии широкий диапазон форм, прутков и труб изготавливается из сплава M1 там, где достаточно низкой прочности или где планируется приварка к отливкам M1. Сплавы AZ31, AZ61 и AZ80 используются для экструзии в указанном порядке, где увеличение прочности оправдывает их повышенную относительную стоимость.

Магнокс (сплав), название которого является аббревиатурой от «неокисляющийся магний», состоит на 99% из магния и на 1% из алюминия и используется в оболочке тепловыделяющих элементов в ядерных энергетических реакторах из магния.

Магниевые сплавы обозначаются сокращенными кодами (определенными в ASTM B275), которые обозначают приблизительный химический состав по весу. Например, AS41 содержит 4% алюминия и 1% кремния; AZ81 состоит из 7,5% алюминия и 0,7% цинка. Если присутствует алюминий, почти всегда присутствует марганцевый компонент в количестве примерно 0,2% по весу, что служит для улучшения зернистой структуры; если алюминий и марганец отсутствуют, для этой же цели цирконий обычно присутствует в количестве около 0,8%. Магний - легковоспламеняющийся материал, с которым необходимо обращаться осторожно.

СОДЕРЖАНИЕ

  • 1 Обозначение
    • 1.1 Литые сплавы
    • 1.2 Деформируемые сплавы
    • 1.3 Таблица составов
  • 2 Характеристики
  • 3 Изготовление
    • 3.1 Горячая и холодная обработка
    • 3.2 Кастинг
    • 3.3 Сварка, пайка и клепка
    • 3.4 Обработка
    • 3.5 Горячая экструзия
  • 4 Дальнейшее развитие сплава
    • 4.1 Магниево-литиевые сплавы
    • 4.2 Негорючие магниевые сплавы
  • 5 ссылки

Обозначение

ASTM B275
А Алюминий
B Висмут
C Медь
D Кадмий
E Редкие земли
F Железо
ЧАС Торий
J Стронций
K Цирконий
L Литий
M Марганец
N Никель
п Вести
Q Серебряный
р Хром
S Кремний
Т Банка
V Гадолиний
W Иттрий
Икс Кальций
Y Сурьма
Z Цинк

Названия магниевых сплавов часто даются двумя буквами, за которыми следуют две цифры. Буквы обозначают основные легирующие элементы (A = алюминий, Z = цинк, M = марганец, S = кремний). Цифрами обозначены соответствующие номинальные составы основных легирующих элементов. Маркировка AZ91, например, обозначает магниевый сплав с примерно 9 мас.% Алюминия и 1 мас.% Цинка. Точный состав должен быть подтвержден ссылочными стандартами.

Система обозначений для магниевых сплавов не так стандартизирована, как для сталей или алюминиевых сплавов; большинство производителей следуют системе, использующей одну или две буквы префикса, две или три цифры и букву суффикса. Буквы префикса обозначают два основных легирующих металла в соответствии со следующим форматом, разработанным в спецификации ASTM B275, как показано в таблице справа.

Алюминий, цинк, цирконий и торий способствуют дисперсионному твердению: марганец улучшает коррозионную стойкость; а олово улучшает литье. Алюминий - самый распространенный легирующий элемент. Цифры соответствуют округленному процентному содержанию двух основных элементов сплава в алфавитном порядке по мере того, как составы становятся стандартными. Обозначение закалки во многом такое же, как и у алюминия. Использование –F, -O, -H1, -T4, -T5 и –T6. Пескоструйная формовка и литье под давлением хорошо разработаны для магниевых сплавов, причем литье под давлением является наиболее популярным. Хотя магний примерно в два раза дороже алюминия, его литье под давлением в горячей камере проще, экономичнее и на 40-50% быстрее, чем процесс в холодной камере, необходимый для алюминия. Плохое поведение при формовании при комнатной температуре, но большинство обычных процессов можно проводить, когда материал нагревается до температуры 450–700 ° F (232–371 ° C). Поскольку эти температуры легко достигаются и обычно не требуют защитной атмосферы, производится много формованных и вытянутых изделий из магния. Обрабатываемость из магниевых сплавов является лучшей из любого коммерческого металла, и во многих областях применения, экономия затрат механической обработки больше, чем компенсировать увеличение стоимости материала. Однако необходимо, чтобы инструменты были острыми и оставалось достаточно места для стружки. Магниевые сплавы поддаются точечной сварке почти так же легко, как и алюминий, но перед формированием сварного шва необходимо очистить щеткой от царапин или химическую очистку. Сварка плавлением легче всего выполняется с использованием инертной защитной атмосферы аргона или газообразного гелия. Существует значительная дезинформация относительно пожарной опасности при обработке магниевых сплавов. Верно, что магниевые сплавы легко воспламеняются в мелкодисперсной форме, такой как порошок или мелкая стружка, и эту опасность никогда нельзя игнорировать. При температуре выше 800 ° F (427 ° C) для подавления горения требуется негорючая бескислородная атмосфера. Операции литья часто требуют дополнительных мер предосторожности из-за реакционной способности магния с песком и водой в листовой, прутковой, экструдированной или литой форме; однако сплавы магния не представляют реальной пожарной опасности.

Торийсодержащие сплавы обычно не используются, поскольку содержание тория более 2% требует, чтобы компонент обрабатывался как радиоактивный материал, хотя торированный магний, известный как Mag-Thor, использовался в военных и аэрокосмических приложениях в 1950-х годах.

Магниевые сплавы используются как для литых, так и для кованых деталей, причем алюминийсодержащие сплавы обычно используются для литья, а цирконийсодержащие - для поковок; Сплавы на основе циркония могут использоваться при более высоких температурах и популярны в авиакосмической промышленности.

Сплавы магний + иттрий + редкоземельные элементы + цирконий, такие как WE54 и WE43 (последний с составом Mg 93,6%, Y 4%, Nd 2,25%, 0,15% Zr) могут работать без ползучести при температуре до 300 ° C и достаточно устойчивы к коррозии..

Торговые названия иногда ассоциируются с магниевыми сплавами. Примеры:

Литые сплавы

Магний литье условного предела текучести обычно 75-200 МПа, предел прочности при растяжении 135-285 МПа и удлинение 2-10%. Типичная плотность составляет 1,8 г / см 3, а модуль Юнга составляет 42 ГПа. Наиболее распространены литейные сплавы:

AZ63
AZ81
AZ91
AM50
AM60
ZK51
ZK61
ZE41
ZC63
HK31
HZ32
QE22
QH21
WE54
WE43
Электрон 21

Кованые сплавы

Прочность деформируемого магниевого сплава обычно составляет 160–240 МПа, предел прочности при растяжении - 180–440 МПа, а относительное удлинение - 7–40%. Наиболее распространены деформируемые сплавы:

AZ31
AZ61
AZ80
Электрон 675
ZK60
M1A
HK31
HM21
ZE41
ZC71 ZM21 AM40 AM50 AM60 K1A M1 ZK10 ZK20 ZK30 ZK40

Кованые магниевые сплавы имеют особенность. Их предел прочности на сжатие меньше, чем предел прочности на растяжение. После формовки деформируемые магниевые сплавы имеют волокнистую текстуру в направлении деформации, что увеличивает предел прочности при растяжении. При сжатии предел текучести меньше из-за двойникования кристаллов, которое легче происходит при сжатии, чем при растяжении в сплавах магния из-за гексагональной структуры решетки.

Экструзии быстро затвердевающих порошков достигают предела прочности на разрыв до 740 МПа благодаря их аморфному характеру, который в два раза прочнее самых прочных традиционных магниевых сплавов и сравним с самыми прочными алюминиевыми сплавами.

Таблица составов

Название сплава Пропорция (%) Другие металлы Примечания
Mg Al Zn Si Mn
AE44 92 4 - - - 4% мишметалл Мишметалл - сплав редкоземельных элементов с приблизительно 50% церия и 25% лантана.
AJ62A 89,8–91,8 5,6–6,6 0,2 0,08 0,26–0,5 2,1–2,8% Sr, lt;0,1% каждого из Be, Cu, Fe, Ni Высокотемпературный двигатель из магниевого сплава
WE43 93,6 - - - - Y 4%, Nd 2,25%, 0,15% Zr Используется в самолетах и ​​высокопроизводительных транспортных средствах, прочность на разрыв 250 МПа.
AZ81 ? 7,5 0,7 - ? ? -
AZ31B 96 2,5–3,5 0,7–1,3 lt;0,05 0,2 ? Деформируемый сплав, хорошая прочность и пластичность, коррозионная стойкость, свариваемость, экструзия
AMCa602 91,5 6 0,1 - 0,35 2% Ca Негорючий Mg-сплав
AM60 93,5 6 0,1 - 0,35 - -
AZ91 90,8 8,25 0,63 0,035 0,22 Cu - 0,003; Fe - 0,014; Be - 0,002 Используется для литья под давлением
QE22 - - - - - 2,5% Ag, 2% RE, 0,6% Zr
Магнокс (Al 80) 99,2 0,8 - - - - Неокисляющийся сплав Mg

Характеристики

Особые достоинства магния аналогичны достоинствам алюминиевых сплавов: низкий удельный вес при удовлетворительной прочности. Магний имеет преимущества перед алюминием, поскольку он имеет даже меньшую плотность (около 1800 кг / м 3), чем алюминий (около 2800 кг / м 3). Механические свойства магниевых сплавов обычно ниже, чем у самых прочных алюминиевых сплавов.

Отношение прочности к весу дисперсионно-упрочненных магниевых сплавов сравнимо с прочностными сплавами алюминия или легированными сталями. Однако магниевые сплавы имеют более низкую плотность, выдерживают большую нагрузку на столб на единицу веса и имеют более высокий удельный модуль. Они также используются, когда не требуется большая прочность, но требуется толстая и легкая форма или когда требуется более высокая жесткость. Примерами являются сложные отливки, такие как корпуса или корпуса для самолетов, а также детали для быстро вращающихся или совершающих возвратно-поступательное движение машин. Такие применения могут вызвать циклическое двойникование и расщепление кристаллов, что снижает предел текучести при изменении направления нагрузки.

Прочность магниевых сплавов снижается при несколько повышенных температурах; температура даже ниже 200 ° F (93 ° C) приводит к значительному снижению предела текучести. Улучшение жаропрочных свойств магниевых сплавов - активное направление исследований с многообещающими результатами.

Магниевые сплавы демонстрируют сильную анизотропию и плохую формуемость при комнатной температуре из-за их гексагональной плотноупакованной кристаллической структуры, что ограничивает практические режимы обработки. При комнатной температуре скольжение дислокации по базисной плоскости и механическое двойникование кристаллов являются единственными действующими механизмами деформации; наличие двойникования дополнительно требует благоприятных условий нагружения. По этим причинам обработка магниевых сплавов должна производиться при высоких температурах, чтобы избежать хрупкого разрушения.

Высокотемпературные свойства магниевых сплавов актуальны для автомобильной и авиакосмической промышленности, где замедление ползучести (деформации) играет важную роль в сроке службы материала. Магниевые сплавы обычно имеют плохие свойства ползучести; этот недостаток объясняется добавками растворенных веществ, а не матрицей магния, поскольку чистый магний показывает такой же срок ползучести, как чистый алюминий, но сплавы магния показывают меньший срок ползучести по сравнению с алюминиевыми сплавами. Ползучесть в магниевых сплавах происходит в основном за счет дислокационного скольжения (материаловедение), активированного поперечного скольжения и зернограничного скольжения. Было показано, что добавление небольшого количества цинка в сплавы Mg-RE увеличивает срок ползучести на 600% за счет стабилизации выделений как на базисной, так и на призматической плоскостях за счет локального повышения жесткости связи. Эти разработки позволили использовать магниевые сплавы в автомобильной и авиакосмической промышленности при относительно высоких температурах. На микроструктурные изменения при высоких температурах также влияет динамическая рекристаллизация в мелкозернистых сплавах магния.

Отдельные вклады гадолиния и иттрия в упрочнение старения и жаропрочность магниевых сплавов, содержащих оба элемента, исследуются с использованием сплавов, содержащих различные мольные отношения Gd: Y 1: 0, 1: 1, 1: 3 и 0: 1 с постоянным Содержание Y + Gd 2,75% мол. Все исследованные сплавы демонстрируют заметное упрочнение при старении за счет выделения β-фазы с кристаллической структурой DO19 и β-фазы с кристаллической структурой BCO даже при температурах старения выше 200 ° C. Оба осадка наблюдаются в образцах с пиковым возрастом. Осадки, способствующие упрочнению при старении, являются мелкими, и их количество увеличивается с увеличением содержания Gd, что приводит к увеличению максимальной твердости, прочности на разрыв и условного напряжения 0,2%, но к уменьшению удлинения. С другой стороны, более высокое содержание Y увеличивает удлинение сплавов, но приводит к снижению прочности.

Несмотря на активный характер металла, магний и его сплавы обладают хорошей устойчивостью к коррозии на воздухе на СТП. Скорость коррозии мала по сравнению с ржавлением мягкой стали в той же атмосфере. Погружение в соленую воду проблематично, но было достигнуто значительное улучшение стойкости к коррозии в соленой воде, особенно для деформируемых материалов, за счет снижения содержания некоторых примесей, в частности никеля и меди, до очень низких пропорций или использования соответствующих покрытий.

Изготовление

Горячая и холодная обработка

Магниевые сплавы быстро затвердевают при любом типе холодной обработки и поэтому не могут быть подвергнуты интенсивной холодной деформации без повторного отжига. Резкое изгибание, вращение или вытягивание необходимо выполнять при температуре от 260 до 316 ° C (от 500 до 600 ° F), хотя плавное изгибание вокруг больших радиусов можно выполнять в холодном состоянии. Медленное формование дает лучшие результаты, чем быстрое формование. Пресс - прессовый предпочтителен молотковая ковка, потому что пресса позволяет больше времени для потока металла. Диапазон пластиковой ковки составляет от 500 до 800 ° F (от 260 до 427 ° C). Металл, обработанный за пределами этого диапазона, легко ломается из-за отсутствия доступных механизмов деформации.

Кастинг

Магниевые сплавы, особенно дисперсионно-твердеющие сплавы, используются в литье. Используются методы литья из песка, постоянной формы и литья под давлением, но литье по парижскому гипсу еще не усовершенствовано. Литье в песчаные формы требует особой техники, потому что магний реагирует с влагой в песке, образуя оксид магния и выделяя водород. Оксид образует на поверхности отливки почерневшие участки, называемые ожогами, а выделившийся водород может вызвать пористость. Ингибиторы, такие как сера, борная кислота, этиленгликоль или фторид аммония, смешиваются с влажным песком, чтобы предотвратить реакцию. Для всех форм с гравитационной подачей требуется очень высокий столб расплавленного металла, чтобы давление было достаточно большим, чтобы вытеснить пузырьки газа из отливки и заставить металл захватить деталь формы. Толщина стены отливки должна быть не менее 5/32 дюйма в большинстве условий. На всех входящих углах должны быть предусмотрены очень большие галтели, поскольку концентрация напряжений в магниевых отливках особенно опасна. Отливки в постоянные формы изготавливаются из тех же сплавов и имеют примерно те же физические свойства, что и отливки в песчаные формы. Поскольку усадка при затвердевании магния примерно такая же, как у алюминия, алюминиевые формы часто могут быть адаптированы для изготовления отливок из магниевого сплава (хотя может потребоваться изменение затвора). Отливки в холодной камере под давлением используются для серийного производства мелких деталей. Быстрое затвердевание, вызванное контактом жидкого металла с холодной матрицей, дает отливку плотной структуры с превосходными физическими свойствами. Чистовая обработка и точность размеров очень хороши, и механическая обработка необходима только там, где требуется максимальная точность. Обычно эти отливки не подвергаются термической обработке.

Сварка, пайка и клепка

Многие стандартные магниевые сплавы легко свариваются с помощью оборудования для газовой или контактной сварки, но не могут быть разрезаны кислородной горелкой. Магниевые сплавы не свариваются с другими металлами, потому что могут образовываться хрупкие интерметаллические соединения или потому что сочетание металлов может способствовать коррозии. Если две или более детали свариваются вместе, их состав должен быть одинаковым. Пайка магниевых сплавов возможна только для заделки дефектов поверхности деталей. Припои даже более агрессивны, чем алюминий, и детали никогда не должны выдерживать нагрузку. Заклепочные соединения в конструкциях из магниевого сплава обычно используют заклепки из алюминия или алюминиево-магниевого сплава. Заклепки из магния используются нечасто, потому что их нужно забивать в горячем состоянии. Отверстия для заклепок следует просверливать, особенно в толстых листах и ​​экструдированных профилях, так как штамповка имеет тенденцию к образованию шероховатых кромок отверстия и к концентрации напряжений.

Обработка

Особая привлекательность магниевых сплавов заключается в их исключительно хороших механических свойствах, в этом отношении они превосходят даже латунь для завинчивания. Мощность, необходимая для их резки, небольшая, и могут использоваться чрезвычайно высокие скорости (в некоторых случаях 5000 футов в минуту). Лучшие режущие инструменты имеют особую форму, но можно использовать инструменты для обработки других металлов, хотя эффективность их несколько ниже. При резке магния на высокой скорости инструменты должны быть острыми и всегда должны резать. Тупой, волочащийся инструмент, работающий на высокой скорости, может выделять достаточно тепла для воспламенения мелкой стружки. Так как стружка и пыль от шлифования могут стать причиной пожара, шлифование следует проводить с охлаждающей жидкостью или с помощью устройства для концентрирования пыли под водой. Магниевую шлифовальную машину нельзя использовать также для черных металлов, так как искра может воспламенить скопившуюся пыль. Если загорится магний, его можно потушить чугунной стружкой, сухим песком или другими материалами, специально подготовленными для этой цели. Ни в коем случае нельзя использовать водяные или жидкие огнетушители, поскольку они могут рассеять огонь. На самом деле зажигать магниевую стружку и пыль гораздо труднее, чем обычно предполагается, и по этой причине они не представляют больших трудностей при механической обработке. Специальные методы, которые необходимо использовать при производстве магния (обработка, литье и соединение), значительно увеличивают стоимость производства. При выборе между алюминием и магнием или данной деталью базовая стоимость металла может не дать большого преимущества ни тому, ни другому, но обычно производственные операции делают магний более доступным. Возможно, не существует группы сплавов, в которых экструзия важнее, чем для них, поскольку сравнительно крупнозернистая структура литого материала делает большинство из них слишком восприимчивыми к растрескиванию, чтобы работать другими способами, пока не будет достигнута достаточная деформация. для очистки зерна. Следовательно, за исключением одного или двух мягких сплавов, механическая обработка всегда является предварительным этапом перед другими процессами формования.

Горячая экструзия

Экструдируется не так много чистого магния, поскольку он имеет несколько плохие свойства, особенно в том, что касается его предела прочности. В настоящее время наибольшее беспокойство вызывают легирующие элементы: алюминий, цинк, церий и цирконий; Марганец обычно также присутствует, поскольку, хотя он мало влияет на прочность, он играет важную роль в улучшении коррозионной стойкости. Один важный бинарный сплав, содержащий до 2,0% марганца, широко используется для производства листового проката. Он сравнительно мягкий и легче поддается экструзии, чем другие сплавы, а также является одним из немногих, которые можно прокатать напрямую без предварительной экструзии. В Великобритании экструзии производятся из заготовок диаметром 2,87–12 дюймов (73–305 мм). На прессах мощностью от 600 до 3500 тонн; Нормальные максимальные давления на заготовку 30-50 т / кв. в США химическая компания Dow недавно установила пресс 13.200 тонн, способный обрабатывать заготовки до 32 дюймов. Техника экструзии в целом аналогична таковой для сплавов на основе алюминия, но, по словам Уилкинсона и Фокса, конструкция штампа требует особого внимания, а в по их мнению, подшипники должны иметь короткую длину и острые входы в матрицу. Экструзия труб из сплавов AM503, ZW2 и ZW3 теперь производится с помощью мостовых штампов. (Алюминиевые сплавы плохо свариваются.) В отличие от предыдущей практики использования просверленных заготовок, прошивка оправки теперь используется при экструзии труб большого диаметра из сплава ZW3.

Жесткость сплавов по отношению к экструзии увеличивается пропорционально количеству упрочняющих элементов, которые они содержат, и используемая температура обычно тем выше, чем больше их количество. На температуру заготовки также влияет размер секций, она выше для тяжелых обжатий, но обычно находится в диапазоне 250–450 ° C (482–842 ° F). Температура контейнера должна совпадать с температурой заготовки или лишь немного превышать ее. Предварительный нагрев заготовок должен проводиться равномерно, чтобы способствовать, насколько это возможно, однородной структуре за счет абсорбции соединений, таких как Mg4Al, присутствующих в сплавах.

Фокс указывает, и это также применимо к алюминиевым сплавам. Первоначальная структура заготовки важна, и методы литья, ведущие к мелкозернистому материалу, имеют смысл. В крупнозернистом материале присутствуют более крупные частицы соединений, которые менее легко растворяются и имеют тенденцию вызывать градиент раствора. В магниевых сплавах это вызывает внутреннее напряжение, поскольку раствор сопровождается небольшим сжатием, а также может влиять на равномерность реакции на последующую термообработку.

Бинарный магний-марганцевый сплав (AM505) легко экструдируется при низких давлениях в диапазоне температур от 250 до 350 ° C (от 482 до 662 ° F). Фактическая используемая температура зависит от обжатия и длины заготовки, а не от желаемых свойств. которые относительно нечувствительны к условиям экструзии. Хорошее состояние поверхности экструзии достигается только при высоких скоростях порядка 50–100 футов в минуту.

При использовании сплавов, содержащих алюминий и цинк, и особенно сплавов с более высоким содержанием алюминия, таких как AZM и AZ855, возникают трудности при работе на высоких скоростях из-за короткозамкнутости. В условиях, близких к равновесию, магний способен растворять около 12% алюминия, но в литых заготовках 4-5% обычно представляют собой предел растворимости. Следовательно, сплавы, содержащие 6 процентов Al или более, содержат Mg4Al3, который образует эвтектику плавления при 435 C. Температура экструзии может варьироваться от 250 до 400 ° C (от 482 до 752 ° F), но при более высоких значениях скорости ограничиваются примерно до 12 футов в минуту. Непрерывное литье улучшает однородность этих сплавов, а водяное охлаждение штампов или нагрев конуса заготовок дополнительно облегчает их экструзию.

Внедрение сплавов магний-цинк-цирконий, ZW2 и ZW3, представляет собой значительный прогресс в технологии изготовления магниевых сплавов по ряду причин. Они обладают высокой прочностью, но, поскольку они не содержат алюминия, литая заготовка содержит лишь небольшие количества второй фазы. Поскольку температура солидуса повышается примерно на 100 ° C (180 ° F), риск возникновения горячих коротких замыканий при относительно высоких скоростях экструзии значительно снижается. Однако механические свойства чувствительны к времени предварительного нагрева заготовки, температуре и скорости экструзии. Длительное время предварительного нагрева, высокие температуры и скорости обеспечивают свойства, аналогичные свойствам более старых алюминийсодержащих сплавов. Время нагрева должно быть коротким, а температуры и скорости должны быть низкими для получения высоких характеристики. Увеличение содержания цинка до 5 или 6 процентов, как в американских сплавах ZK60 и ZK61, снижает чувствительность механических свойств к скорости экструзии.

Легирование цирконийсодержащих материалов было основной проблемой в их разработке. Обычно цирконий добавляют из соли, и тщательный контроль может дать хорошие результаты. Компания Dominion Magnesium Limited в Канаде разработала метод добавления традиционным способом через лигатуру.

Объяснение низких скоростей экструзии, необходимых для успешной экструзии некоторых магниевых сплавов, не лежит вне причин, выдвигаемых для других металлов. Альтвикер считает, что самая важная причина связана. Со степенью восстановления после деформации кристалла, которая менее соперничает при быстром приложении работы, вызывая более высокие напряжения и исчерпывая способность проскальзывать в кристаллах. Это заслуживает внимания, поскольку скорость перекристаллизации варьируется от одного металла к другому и в зависимости от температуры. Также фактом является то, что металл, обработанный в том, что считается его рабочим диапазоном, часто может демонстрировать заметное деформационное упрочнение при закалке сразу после деформации - это показывает, что временная потеря пластичности может легко сопровождать быструю обработку.

Дальнейшее развитие сплава

Скандий и гадолиний были опробованы в качестве легирующих элементов; сплав с 1% марганца, 0,3% скандия и 5% гадолиния обеспечивает почти идеальное сопротивление ползучести при 350 ° C. Физический состав этих многокомпонентных сплавов сложен с образованием пластин интерметаллических соединений, таких как Mn 2 Sc. Было показано, что добавление цинка к сплавам Mg-RE значительно увеличивает срок ползучести за счет стабилизации выделений RE. Эрбий также рассматривался как добавка.

Магниево-литиевые сплавы

Добавление 10% лития к магнию дает сплав, который можно использовать в качестве улучшенного анода в батареях с катодом из диоксида марганца. Магниево-литиевые сплавы обычно мягкие и пластичные, а плотность 1,4 г / см 3 является привлекательной для использования в космосе.

Квантово-механическое моделирование использовалось для предсказания образования упорядоченных сплавов магний-литий. Что представляет интерес с точки зрения производства, прогнозируется, что добавление более 13 ат. % лития приводит к упорядоченным фазам с кубической структурой.

Негорючие магниевые сплавы

Добавление 2% кальция по весу к магниевому сплаву AM60 дает негорючий магниевый сплав AMCa602. Более высокая реакционная способность кальция к окислению вызывает образование слоя оксида кальция перед возгоранием магния. Температура воспламенения сплава повышается на 200–300 К. Бескислородная атмосфера не требуется для операций механической обработки.

использованная литература

Последняя правка сделана 2023-12-31 01:22:54
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте