главная страница    словари    ГОСТЫ И ТУ    свойства металлов    производители металлов    о проекте

медь  бронза  латунь  алюминий  титан  никель  кобальт  цинк  магний  олово  свинец  медно-никелевые сплавы  вольфрам   молибден   ниобий   тантал

 

Классификация магниевых сплавов и полуфабрикатов по прочности, условий работы, коррозионным свойствам, степени свариваемости, способам упрочнения, состоянию поставки

Наиболее распространенными сплавами магния являются сплавы, легированные марганцем, алюминием и цинком. Алюминий улучшает структуру, повышает прочность и жидкотекучесть магниевых сплавов, цинк также увеличивает прочность и уменьшает размер зерен. Марганец повышает коррозионную стойкость сплавов и их прочность. Сплавы этой системы применяются для производства высокопрочных отливок и деформируемых полуфабрикатов. Наличие циркония также обеспечивает более мелкое зерно, сплавы магний-цинк-цирконий обладают повышенной прочностью и пластичностью.

Добавки неодима, иттрия, церия и других редкоземельных элементов повышают жаропрочность и улучшают механические свойства магниевых сплавов. Это же относится к добавкам лантана, тория и иттрия, а также элементам группы 1И б Периодической системы Д.И.Менделеева.

Введение в сплав до 10-11% лития позволяет получить сверхлегкие магниевые сплавы с плотностью 1,3-1,6 г/см3, то есть в 2 раза меньшей, чем у алюминиевых сплавов, с одновременно высо­кими показателями пластичности, предела текучести и модуля упругости и хорошей технологич­ностью при обработке давлением.

Магниево-литиевые сплавы также характеризуются высокими механическими свойствами при криогенных температурах, высокой ударной вязкостью и малой чувствительностью к надрезам, незначительной анизотропией механических свойств и возможностью изготовления из них сварных соединений.

Примеси железа, плохо растворимого в магнии, снижают его коррозионную стойкость, поэтому содержание железа необходимо ограничивать в пределах 0,002-0,005%.

Примеси никеля в магнии также вызывают интенсивную коррозию, в связи с чем его содержание не должно превышать 0,0005-0,002%. Магний значительно корродирует в морской воде, разбавленных минеральных кислотах, кроме плавиковой, в большинстве органических кислот. Разбавленные щелочи, нейтральные и щелочные растворы фтористых солей не агрессивны. Магний и его сплавы весьма устойчивы по отношению к керосину, бензину, фенолу, минеральным смазочным маслам и к спиртам (кроме метилового).

Магниевые сплавы разделяются на литейные и деформируемые.

Литейные и деформируемые магниевые сплавы в отечественных стандартах (ГОСТ) обозначаются следующим образом:

МЛ — магниевые литейные сплавы (ГОСТ 2856);

МА — магниевые деформируемые сплавы (ГОСТ 14957);

п.ч. — повышенной чистоты;

о.н. — общего назначения.

Литейные магниевые сплавы подразделяются в зависимости от способа литья: в песчаные формы, в кокиль, литье под давлением и др.

Деформируемые магниевые сплавы классифицируются на сплавы для прессования, ковки, штамповки, для горячей и холодной прокатки; по прочности при нормальных и повышенных температурах, коррозионной стойкости и плотности.

По уровню прочности и ряду других основных свойств (жаропрочности, плотности) магниевые деформируемые сплавы подразделяются на 4, а литейные — на 3 группы (табл. 2).

Табл. 2. Классификация магниевых сплавов по прочности

Группа сплавов

Классификация сплавов

Марка литейных магниевых сплавов

Марка деформируемых магниевых сплавов

I

Сплавы средней прочности

МЛЗ

MAI, МА2. МА8, МА8п.ч„ МА2-1, МА2-1 п.ч., МА 20

II

Сплавы высокой прочности

МЛ4, МЛ4п.ч„ МЛ5. МЛ5п.ч МЛ5о.н., МЛб, МЛ8, МЛ 12, МЛ 15

МА5, МА14, МА15, МА19

III

Жаропрочные сплавы

МЛ9, МЛ10, МЛ11, МЛ19

MAI 1, МА12

IV

Сплавы пониженной плотности, содержащие литий

-

МА18, МА21

 

Классификация магниевых сплавов в зависимости от предельно допустимых рабочих температур и продолжительности работы приведена в табл. 3, по коррозионной стойкости — в табл. 4, по свариваемости — в табл. 5.

Табл. 3. Классификация магниевых сплавов от условий работы

Группа

сплавов

Рекомендуемые условия работы при температуре, °С

Марка литейных сплавов

Марка деформируемых сплавов

I

Длительно до 150, кратковременно до 200

МЛЗ, МЛ4, МЛ4п.ч„ МЛ5. МЛ5п.ч„ МЛ5о.н.. МЛб, МЛ8

MAI, МА2, МА2-1, МА5, МА2-1 п.ч., MAI5, МА19МА20

II

Длительно до 200. кратковременно до 250

МЛ12,МЛ15

МА8

III

Длительно до 200-300. кратковременно до 300-400

МЛ9, МЛ10, МЛ11, МЛ 19

MAI I, МА12

IV

Длительно до 125

 

МАИ

V

Длительно до 80

-

МА18, МА21

 

Табл. 4. Классификация магниевых сплавов по коррозионным свойствам

Группа

сплавов

Коррозионная стойкость

Марка литейных сплавов

Марка деформируемых сплавов

I

Повышенная

МЛ4п.ч., МЛ5п.ч.

MAI, МА8, МА8п.ч., MA2-I п.ч.

II

Удовлетворительная

МЛЗ, МЛ4, МЛ5, МЛб, МЛ8, МЛ9, МЛ 10, МЛ 11, МЛ 12, МЛ 15, МЛ19

МА2. МА2-1, МА5, МА12 МА14, МА15. МА18. . МА19, МА20, МА21

111

Пониженная

МЛ5о.н.

МАП

 

Табл. 5. Классификация магниевых сплавов по степени свариваемости

Группа

сплавов

Свариваемость сплавов

Марка литейных сплавов

Марка деформируемых сплавов

I

Хорошая

МЛ9, МЛ 10, МЛ 11

МА2. МА2-1. МА2-1 п.ч., МА12, МА18, МА20, МА21

II

Удовлетворительная

МЛЗ, МЛ4, МЛ4п.ч„ МЛ5. МЛ5п.ч„ МЛб, МЛ8, МЛ 12, МЛ 15

MA1, МА5, МА8, MA11, МА15

III

Практически несвариваеные

-

МА14. MA19

 

В США и некоторых других странах магниевые сплавы маркируют по системе, разработанной Американским обществом по испытаниям материалов (ASTM) в соответствии с химическим составом и состоянием поставки. Обозначение сплавов начинается с двух букв, представляющих два основных легирующих элемента. Буквы располагаются по убыванию содержания элементов или при равных их количествах — по алфавиту. Затем следуют цифры, указывающие содержание эле­ментов в целых процентах. Последующие буквы (А, В, С) отражают модификацию сплава по содержанию второстепенных легирующих элементов или примесей. Чистота сплава увеличивается от С до А, то есть А — наиболее чистый. Символ X обозначает, что сплав новый и пока не стандартизирован, то есть так называемый «временно стандартизированный сплав», например AZ81XA.

Обозначения магниевых сплавов по ASTM приведены ниже:

А — алюминий,                                        

Z — цинк,                                                

М — марганец,                                         

К или W — цирконий,                               

Н — торий,

Е — редкоземельные металлы,

L — литий,

Q - серебро.

Например, сплав AZ31B содержит номинально 3% алюминия, 1% цинка, имеет отличительные особенности по содержанию марганца и примесей (железа, никеля), что показывает буква В, то есть сплав средней чистоты по примесям.

В Британском стандарте (BS) магниевые сплавы обозначаются символом MAG (MAGNESIUM) и порядковым номером. Для деформируемых сплавов обозначение усложняется введением допол­нительной буквы, указывающей вид полуфабриката, например MAG-E-121 — магниевый сплав для прессованных (Extruded) полуфабрикатов, MAG-S-151 — магниевый сплав для листов (Sheets) и плит.

В Японии магниевые литейные сплавы обозначаются символом МС (Magnesium Castings), де­формируемые магниевые сплавы - МР, MB, MS. Первая буква - магний (Magnesium), вторая - вид полуфабриката: Р - плита, лист (Plate), В - пруток (Bar), S - профиль (Shape). Помимо буквенного обозначения в японской марке присутствует цифра номера сплава, например МСЗ, МР5 и т. п.

' Магниевые сплавы за рубежом, помимо стандартных обозначений, часто имеют дополнитель­ные обозначения и торговые марки различных организаций и фирм. Например, сплав AZ31 (США) в Англии может иметь марку MAG-111, AZ31 Электрон А4, в Германии - MgA13Zn, Магнезал W383 и т. п.

Фасонные отливки и деформированные полуфабрикаты из магниевых сплавов поставляются заказчику в состояниях после литья и горячей деформации без термической обработки и в терми­чески обработанных состояниях.

Термическая обработка может быть как упрочняющая, так и разупрочняющая (отжиг) с целью повышения пластичности, поэтому магниевые сплавы подразделяются на термоупрочняемые и термически неупрочняемые (табл. 6).

Табл. 6. Классификация магниевых сплавов в зависимости от способа упрочнения

Группа сплавов

Способность сплавов упрочняться при термической обработке

Марка литейных сплавов

Марка деформируемых сплавов

1

Термоупрочняемые

МЛ4, МЛ4п.ч МЛ5, МЛ5п.ч„ МЛ5о.н„ МЛ6, МЛ8, МЛ9 МЛ10. МЛ11, МЛ 12, МЛ15, МЛ 19

МА5, МА11, МА12, МАИ

11

Термически неупрочнямые

МЛЗ

MA1, МА8, МА8п.ч., МА2, МА2-1, МА2-1 п.ч., МА15, МА17. МА18, МА19 МА20, MA2I

 

Для характеристики состояния поставки отливок и деформированных полуфабрикатов в разных странах принято специальное обозначение, которое наносится после марки сплава. Например, MЛ4T6 — сплав MЛ4 в закаленном и искусственно состаренном состоянии (табл. 7).

Табл. 7. Обозначение состояния поставки магниевых сплавов

Состояние поставки

Обозначение

Россия

ГОСТ

США

ASTM

Великобритания BS

Япония JIS

Литое или горячедеформированное

-

F

М

F

Отожженное, рекристаллизованное максимальной пластичности

М

0

0

0

Холоднодеформированное (нагартованное) или частично отожженное

Н

H, HI*, Н2*

Н, H1, Н2

H, H1.H2

Частично закаленное и искусственно состаренное (закалка в процессе охлаждения по­сле литья или горячей деформации)

Т1

Т5

ТЕ(Р)

Т5

Отожженное после литья (частично закаленное). Применяется только для отливок

Т2

Т2

TS

Т2

Закаленное и естественно состаренное

Т4

Т4

ТВ (W)

Т4

Закаленное и искусственно состаренное

Тб

Тб

TF(WP)

Тб

Закаленное и стабилизированное

Т7

Т7

Т7

Т7

Закаленное, нагартованное и искусственно состаренное

Т8

Т8

Т8

Т8

* Н1 — нагартованное состояние, достигаемое в результате холодной деформации без последующего отжига. H2 — нагартованное и частично отожженное состояние. Цифра, следующая за обозначениями Н1 или H2, указывает на степень нагартовки или на остаточную величину упроч­нения деформацией после частичного отжига. Эта цифра меняется от 8 (шах упрочнение) до 2 (min упрочнение).