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

 

Литейные магниевые сплавы. Способы литья, механические и физические свойства, химический состав, особенности и области применения, режимы термической обработки.  

Способы фасонного литья магниевых сплавов и принятое в стандартах России и их обозначение

В песчаные формы (в землю) - 3

По выплавляемым моделям - В

В кокиль (постоянные металлические формы) - К

В гипсовые формы - Г

В оболочковые формы - О

Под давлением - Д

Почти все литейные магниевые сплавы (кроме МЛЗ) являются термоупрочняемыми закалкой (Т4) или закалкой и искусственным старением (Тб). В табл. 8 приведены марки литейных магниевых сплавов по стандартам России, США, Великобритании и Японии с указанием их соответствия; в табл. 9 -10 — механические и основные физические свойства отечественных сплавов; в табл. 11 —химический состав и механические свойства магниевых литейных сплавов.

Предел текучести при сжатии литейных сплавов практически равен их пределу текучести при растяжении. Модуль упругости при растяжении (Е) литейных сплавов обычно находится в пределах 4,2-4,4х104 МПа. Химический состав, термическая обработка и технология получения отливок незначительно меняют модуль упругости. Модуль сдвига литейных сплавов составляет 1,5-1,6x104 МПа. Коэффициент Пуассона литейных сплавов равен 0,31-0,35. Сплавы MЛ9, МЛ10, МЛ11, МЛ19 предназначены для длительной эксплуатации при температуре 200-300°С и кратковремен­ной — при температуре 300-400°С.

При низких температурах модуль упругости, пределы текучести и прочности литейных сплавов увеличиваются на 10—30%, относительное удлинение снижается в 1,1-1,3 раза.

Типичные значения ударной вязкости литейных сплавов составляют 0,5-0,7 кгс-м/см2.

Отношение предела усталости к пределу прочности литейных сплавов равно 0,35-0,5, то есть обычно предел усталости равен 50-90 МПа на базе 20x106 циклов. Причем нижнее значение предела усталости характерно для образцов с надрезом, а верхнее значение — для гладких образцов.

Отношение предела прочности при срезе к пределу прочности при растяжении составляет 0,6- 0,8 для литейных сплавов, таким образом предел прочности при срезе равен 130-180 МПа.

Предел текучести при сдвиге литейных сплавов составляет 0,5-0,7 от предела текучести при растяжении.

Однозначной связи между прочностью и твердостью магниевых сплавов не существует. Твер­дость по Бринеллю магниевых сплавов — 350-900 МПа.

Табл. 9. Механические свойства литейных сплавов после длительных нагревов (1000 ч) при температуре 250°С|

Марка сплава

Состояние поставки

Предел прочности, МПа

Предел текучести, МПа

Относительное удлинение, %

МЛ9

Тб

115

-

20

МЛ10*'

Тб

165

120

16

МЛ11

Тб

95

50

 -

*) Температура испытания 200°С.

 

Табл. 10. Физические свойства отечественных литейных магниевых сплавов

Марка

сплава

Физические свойства

Плотность

Коэффициент термического линейного расши­рения в интервале темпе­ратур, °С

Коэффициент теплопроводности при температуре, °С

Удельная теплоемкость при температуре, °С

Удельное электросопротив­ление при температуре, °С

г/смЗ

20 

100

20 

100

100

200

20 

100

106 град-1

Вт/м*град

КДж/кг*град

104Ом*см

МЛ4 МЛ4 п.ч.

1,83

26,4

65

71

1,05

-

-

-

МА5 МЛ5 п.ч. НЛ5 о.н.

1,81

26,8

65

71

1,05

 -

-

13,4

МЛб

1.81

26,1

61

67

1,05

-

-

-

МЛ8

1,82

26,6

123

125

1.05

-

-

-

МЛ9

1,76

27,7

117

117

 

-

7,26

.

МЛ10

1,78

27.7

ИЗ

113

0,96

1,05

8,44

.

МЛН

1,80

21,9

105

109

1,05

-

7,3

.

МЛ12

1.81

26,2

134

130

1,05

 -

-

-

МЛ 15

1,83

25.9

138

134

0.92

-

-

-

МЛ19

1.79

27,7

88

-

1,13

-

7,5

 

 

Табл. 11. Химический состав и механические свойства литейных магниевых сплавов

Сплавы магниевые литейные Содержание, %, не более Способ Состояние поставки Механические свойства
Временное сопротивление разрыву, МПа Предел Относительное удлинение, %
текучести,
 
Страна Стандарт Марка Al Zn Мп Zr РЗМ или др. элементы Fe Si Ni Прочие МПа
 
 
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
Россия ГОСТ 2856 МЛЗ 2,5-3,5 0,50-1,5 0,15-0,50 - . 0,06 0,25 0,01 0,1 3   157   6
Россия ГОСТ 285 МЛ4 5,0-7,0 2.0-3,5 0,15-0,50 - - 0,06 0,25 0,01 0,1 3   157   3
                        3 T4 216   5
                        3 T6 226   2
США ASTM AZ63A 5,3-6,7 2,5-3,5 0,15 min       0,3 0,01 0.30 3, К F 179 76 4
  1380                     3, К T4 234 76 7
                        3, К T5 179 83 2
                        3, К Тб 234 110 3
Япония JIS MCI 5,3-6,7 2,5-3,5 0,15-0,60       0,3 0,01   к F 177 69 4
  Н5203                     3, к Т4 235 69 7
                        3, к Т5 177 78 2
                        3, к Тб 235 108 3
Россия ГОСТ МЛ4 п.ч. 5,0-7,0 2,0-3,5 0.15-0,50 - . 0,007 0,08 0,002   3 Т4 216   5
  2856                     3 Тб 226   2
Россия ГОСТ МЛ5 7,5-9t0 0,20-0,80 0,15-0,50     0,06 0,25 0,01 0,1 3,0,к   147 . 2
  2856                     3,0,к Т2 147 - 2
                        3,0,к Т4 226 83 5
                        3,0,к Тб 226 - 2
                        д . 172 108 1
США ASTM AZ81A 7,0-8,1 0,40-1.0 0,13 min - - - 0,3 0,01 0,3 3. к Т4 234 76 7
  В80 AZ91C 8,1-9,3 0,40-1.0 0,13 min       0.30 0,01 0,3 з,к F 158 76 .
                        3, к Т4 234 76 7
                        3, к Т5 158 83 2
                        3, к Тб 234 110 3
Великобритаия BS 2970 MAG1 7,5-8,5 0,30-1.0 0,15-0,40     0,05 0,3 0,01 . 3 М *) 140 85*) 2
                        3 Т8 200 80* 6
                        к М *) 185 1 85*) 4
                        к ТВ 230 80*) 10
Япония JIS МС2 8,1-9,3 0,40-1,0 0,13 0,50       0,3 0,01   3, к F 157 69  
  Н5203                     3, к Т4 235 69 7
                  I     3, к Т5 157 78 2
                        3, к Тб 235 108 3
Россия ГОСТ МЛ5 п.ч. 7,5-9,0 0,20-0,80 0,15-0,50     0,007 0,08 0,001   3,0,В,Г Т2 147 8 2
  2856                     3,0,В,Г Т4 147 3 2
                        3,0,В,Г Тб 226   5
                        3,0,В,Г   226   2
Великоритания BS 2970 MAG2 7,5-9.0 0,30-1.0 0,15-0,70     0,003 0,01 0.001   3 М *) ТВ М *) ТВ 140 85 * 80 * 85 * 80* 2
                        3 200   6
                        к 185   4
                        к 230   10
Россия ГОСТ 2856 МЛ5 о.н. 7,5-9,0 0.20-0.80 0,15-0,50     0,08 0,35 0.01 0,1 здк Т4 147 - 2
                        3,0,к Тб 216   5
                        3,0,к   226   2
Великобритания BS 2970 MAG7 7,5-9,5 0,30-1,5 0,15-0,80     0,05 0.40 0,02   3 М *) ТВ TF М *) ТВ TF 125 *) 185 *) 185 *) 170 215 215 85 * 80* 110* 85 80 110 4
                        3 2
                        3 4
                        к  
                        к  
                        к  
Россия ГОСТ 2856 МЛ6 9,0-10,2 0,60-1,2 0,10-0.50     0,06 0,25 0.01 0,1 3, к 3. к 3, к 3, к Т4 147 108 1
                          Тб 216 137 4
                          Т61 216 37 1
                            226   1
Великобритания BS 2970 MAG3 9,0-10,5 0,30-1,0 0.15-0.40     0,05 0,3 0.01   3 М *) ТВ TF М*) ТВ TF 125 95 * 85* 130* 100* 85* 130* 4
                        3   200   2
                        3   200   2
                        к   170   2
                        к   215    
                        к   215    
Россия ГОСТ 2850 МЛ8 0,02 5,5-6.6 - 0,70-1,1 Cd 0,20-0,80 0,01 0,03 0,005 0,12 3.0,               к,в,г ТБ 264 166 4
                                 
                        3.0,               к,в.г Т61 275 176 4
Япония JIS Н5203 МС7 - 5,5-6,5 - 0,60-1,0 ' - - 0,01 - 3 Т5 265 177 5
                                 
                        3 Тб 265 177 5
Россия ГОСТ 2856 МЛ9 0,02 0,15 Jn 0,20-0,80 0,40-1,0 Nd 1,9-2,6 0,01 0,03 0,005 0,1 3.0,к,в.г Тб 226 108 4
Россия ГОСТ 2856 МЛ10 0,02 0.10-0,70   0,40-1,0 Nd 2,2-2,8 0,01 0,03 0,005 0,12 здк,в.г 3,0,к,в.г Тб 226 137 3
                                 
                          Т61 235 137 3
Россия ГОСТ 2856 МЛ11 0,02 0,20-0,70   0,40-1,0 РЗМ 2,5-4,0 0,02 0,03 0,005 0,12 здк.в.г Т2 117 83  
                        3.0,               к,в.г Т4 117 98  
                        здк.в.г Тб 137   3.0
                        3.0,               к,в.г   137   2.0
Россия ГОСТ 2856 МЛ 12 0,02 4,0-5,0 - 0,60-1,1 - 0,01 0,03 0,005 0,12 3.0,к,в.г здк,в.г Т1 196 88 6
                                 
                            226 127 5
США ASTM В80 ZK51A - 3,6-5,5   0,50-1,0 - - - 0,01 0,3 з,к Т5 234 138 5
Великобритания BS 2970 MAG4 - 3,5-5,5 - 0,40-1,0 - - - 0,005 - 3 ТЕ 230 145 5
                        к ТЕ 245 145 7
Япония JIS Н5203 МС6 - 3,6-5,5 . 0,50-1.0 - - - 0,01 . 3 Т5 235 137 5
Россия ГОСТ 2850 МЛ 15 0,02 4,0-5,0 - 0,70-1,1 La 0,60-1,2 0,01 0,03 0,035 0,12 З.О.К.В.Г Т1 206 127 3
Россия ГОСТ 2856 МЛ 19 0,03 0,10-0,60 - 0,40-1,0 Nd 1.8-2.3; Y l,4-2,2 0,01 0,03 0,005 0,14 3.K Тб 216 118 3
США ASTM В80 AZ92A 8,3-9,7 1,6-2,4 0,10 min       0,3 0,01 0,3 3,K F 158 76 6
                                 
                        3,K Т4 234 76 1
                                 
                        3,K Т5 158 83  
                                 
                        3,K Тб 234 124  
Япония JIS Н5203 МСЗ 8,3-9.7 1.6-2,4 0,10-0,50       0,3 0,01   3,K F 157 69 6
                        3,K Т4 235 69  
                        3,K Т5 157 78  
                        3,K Тб 235 127  
США ASTM В80 АИ100А 9,3-10,7 0,30 пах 0,10 min - - - 0,3 0,01 0,3 3, к Тб 241 117 -
Япония JIS Н5203 МС5 9,3-9,7 0,30 щах 0,10-0.50       0,3 0,01   к F 137 69 6
                        к Т4 235 69 2
                        к Тб 235 108  
США ASTM В80 EZ33A - 2,0-3,1 - 0,50-1.0 P3M 2,5-4,0 - - 0,01 0,3 3, к Т5 138 90 2
Великобритания BS 2970 MAG6 ~ 0,80-3,0   0,40-1,0 P3M 2,5-4,0 - - 0,005 - 3 ТЕ 140 95 *) 110*) 3
                      к ТЕ 155   3
Япония JIS Н5203 МС8 - 2,0-3,1 . 0,50-1.0 P3M 2,5-4,0 - - 0,01 - . 3 TS 137 98 2
США ASTM В80 ZE41A - 3,5-5,0 . 0,40-1,0 P3M 0,75-1,75 - - 0,01 0,3 3, к TS 200 133 02.май
Великобритания BS 2970 MAG5 - 3,5-5,0 - 0.40-1,0 P3M 0,75-1,75 - - 0,005 - 3 ТЕ 200 135 3
                        к ТЕ 215 135 4
США ASTM В80 HZ32A . 1,7-2,5 . 0,50-1,0 Th 2,5-4,0 - - 0,01 0,3 3, к Т5 186 89 4
Великобритания BS 2970 MAG8 . 1.7-2,5 0,15 0,40-1,0 Th 2,5-4,0 0,01 0,01 0,005 - 3, к ТЕ 185 85 5
США ASTH В80 ZH62A   5,2-6,2 - 0,50-1,0 Th 1,4-2,2 - - 0.01 0,3 3, к Т5 241 152 5
Великобритания BS 2970 MAG9 . 5,0-6,0 0,15 0.40-1,0 P3M 0,20 Th 1,5-2,3 0,01 0,01 0,005 - 3, к ТЕ 255 155 5
США ASTM В80 К1А   - . 0,40-1,0 - •' - - 0,01 0,3 3, к F 165 41 14
США ASTM В80 QE22A . . Ag 2,0-3,0 0,40-1,0 Di 1 8-2,5 - . 0.01 0,3 3, к Тб 241 172 2
США ASTM В 80 QE21A . 0.20 щах . 0,40-1,0 Th 0,60-1,6 Di 0.60-1.5 - - 0,01 0,3 3, к Тб 241 186 2
США ASTM В80 ZE63A . 5,5-6,0 . 0,40-1,0 P3M 2,1-3,0 - - 0,01 0,3 3, к Тб 276 186 5
США ASTM В80 ZK61A _ 5,5-6,5 _ 0,60-1,0 / . - 0,01 0,3 3, к Тб 276 179 5
США ASTM В80 НК31А - 0,30 шах - 0,40-1,0 Th 2,5-4,0 - - 0,01 0,3 З, к Тб 186 89 4

* Только для информации Примечания:

1. Механические свойства определяются на отдельно отлитых образцах.

2. Расшифровка обозначений способов литья (комментарий к разделу 4В) и режимов термической обработки (табл. 4В.3,4В.4).


Основные особенности и области применения российских и зарубежных магниевых литейных
сплавов приведены ниже:

Марка сплава

Основные особенности и области применения

МЛ3

Применяется очень редко в связи с низкими прочностными свойствами

МЛ4

Для литья в землю (3) и оболочковые формы(О). Обладает удовлетворительной коррозионной стойкостью.

МЛ4 п.ч.

Детали корпусов и систем управления самолетов, подвергающиеся статическим и динамическим нагрузкам. Корпуса приборов и переносных инструментов.

AZ63A

Вращающиеся детали (бобины) для текстильной промышленности, корпуса переносных инструментов, приборов.

МЛ1

Высокая прочность и хорошие пластичность и вязкость. Литейные свойства удовлетворительные. Отливки простой формы и не­больших размеров

МЛ5

Удовлетворительная коррозионная стойкость

МЛ5 п.н.

Повышенная (в 5-10 раз) коррозионная стойкость по сравнению с МЛ5

МЛЗ о.н.

Пониженная коррозионная стойкость по сравнению с МЛ5. Малая склонность к образованию горячих трещин. Детали всех мето­дов фасонного литья (3,К,0,И.Г,Д), в том числе сложной формы. Нагруженные детали, приборы, в т.ч. тормозные барабаны

AZ91C

Отливки с высокой прочностью, твердостью и хорошей пластичностью. Используется вместо сплава AZ63A, если не требуется высокая коррозионная стойкость

МЛб

Хорошие литейные свойства и удовлетворительная герметичность при изготовлении отливок методами литья 3, К, Д. Пониженная пластичность. Высоко- и средненагруженные детали - различные корпуса, детали приборов, аппаратуры. Целесообразно приме­нять дня деталей, требующих повышенного предела текучести

MAG3

Основной английский литейный сплав. Хорошие литейные свойства. Отливки герметичны. Применяется для литья под давлением

(Д)

МЛ8

Высокие и однородные механические свойства при изготовлении отливок методами литья 3. К, 0. Микрорыхлота снижает свойст­ва отливок в значительно меньшей степени, чем в случае сплава МЛ5. Литейные свойства удовлетворительные. Герметичность повышенная в сравнении с МЛ5 Высоконагруженные детали (кронштейны, фермы, детали управления, детали приборов, агрегатов и др.), в основном, простой конфигурации. Может заменять в конструкциях литейные и деформируемые алюминиевые сплавы АЛ9, АЛ4, АК4, АК6)

МЛ9

Детали с толщиной стенки 6 мм выдерживают пневмодавление более 15 МПа. Детали, работающие длительно при температуре до 250-300°С и кратковременно - 350-400°С

МЛ10

Хорошие литейные свойства (3,К). Рекомендуется для отливок сложной формы. Герметичность повышенная - отливки с толщи­ной стенки более 5 им выдерживают пневмодавление до 25-30 МПа. Механические свойства отливок по сечению однородные, близкие к свойствам отдельно отлитых образцов. Детали характеризуются высокой стабильностью размеров, высокими значения­ми длительной прочности и сопротивления ползучести. Нагруженные детали, работающие длительно при температурах до 250°С, кратковременно - до 350°С

МЛ11

Детали двигателей, работающие при нагреве до 250-300°С. а также детали, от которых требуется повышенная герметичность. Не­достаток сплава - пониженные прочностные свойства при комнатной температуре

МЛ12

Фасонные отливки сравнительно простой конструкции почти всеми методами литья - 3,К,0,В,Г. Литейные свойства удовлетвори­тельные. Отливчи обладают высокими и однородными механическими свойствами. Герметичность повышенная по сравнению со сплавом МЛ5. Детали (колеса, реборды и др.), длительно работающие при температурах до 200°С и кратковременно - до 250°С. Сплав обладает хорошими характеристиками усталостной прочности

MAG4

Детали двигателей и самолетов

МЛ 15

- Герметичность отливок повышенная. Детали с толщиной стенки 3 мм выдерживают гидростатическое давление более 15 МПа и пневмодавление более 10 МПа. Механические свойства по всему сечению отливок однородные. Сплав рекомендуется для изго­товления отливок методами литья 3,К,Г,В, в том числе отливок сложной формы. Нагруженные детали, длительно работающие при температурах до 200°С, кратковременно - до 350°С. Нагруженные детали двигателей

Е233А

MAG8

Сплав работает при температурах 150-260°С. Корпуса двигателей

МС8

Применяется как материал с высокой герметичностью для работы при повышенных температурах

ZE41A

Многоцелевое применение, где требуются литейные свойства, хорошие усталостные свойства и сопротивление ползучести. От­ливки имеют хорошую герметичность и однородность свойств. Применяется до температуры 160°С

HZ32A

Используется для деталей авиационных двигателей при температурах до 343°С. Обладает высокой жаропрочностью.

К1А

Пониженная прочность, но хорошие демпфирующие характеристики

ОЕ22А

Высокопрочный сплав для работы при температурах до 316°С

OE21A

Применяется в деталях, где требуется высокий предел текучести при температурах до 250°С

ZE63A

Хорошие литейные свойства, высокая прочность, хорошая пластичность и высокое сопротивление усталостным нагрузкам, не имеет тенденции к микропористости. Упрочняется при термообработке в среде водорода

ZK61A

Самая высокая удельная прочность в сочетании с хорошей пластичностью. Барабаны авиационных колес.

 

Табл. 16. Режимы термической обработки отечественных литейных магниевых сплавов

 Марка сплава

Состояние поставки

 

Закалка

Искусственное старение

Отжиг

 

Температура,

°С

Время выдержки, ч

Температура,

°С

Время выдержки, ч

Температура,

°С

Время выдержки, ч

МЛ4

Т4

380±5

8-16

-

-

-

-

МЛ4 п.ч.

Тб *)

380±5

8-16

175±5

16

-

-

МЛ5

Т2

-

-

-

-

350±5

2-3

МЛ5 п.ч.

Т4

415±5

8-16

-

-

-

-

МЛ5 о.н.

Тб

415±5

8-16

175±5

16

-

-

МЛб

Т4

360±5

410±5

3

21-29

-

-

 

Тб Т61**)

360+5

410±5

3

21-29

190±5

4-8

-