Магний и его сплавы.

Из применяемых в машиностроении металлов и сплавов магний является наиболее легким (d»1,7). Температура кипения 1097⁰С. При температуре, близкой к Тпл (650⁰С), Mg легко воспламеняется и горит ослепительным пламенем, выделяя много тепла.

Механические свойства Mg, особенно предел текучести, очень низки и потому он применяется только в сплавах.

Mg и его сплавы отличаются относительно плохой деформированностью. Основными легирующими элементами в сплавах Mg являются Al, Zn и Mn. Алюминий добавляется в сплавы магния в количестве 11% и увеличивает их механические свойства. Цинк добавляется в количестве до 2%, повышая механические свойства меньше, чем алюминий, увеличивает пластичность и улучшает их литейные качества.

Mn увеличивает сопротивление коррозии, для чего добавляют 0,1-0,5% Mn.

Вредными примесями в сплавах магния являются Ni, Fe, Cu и Si.

Магниевые, как и алюминиевые сплавы подразделяют на 2 группы:

1. Литейные сплавы – для получения деталей методом фасонного литья, маркируются буквами Мл.

2. Деформируемые сплавы, подвергаемые прессованию, прокатке, ковке, штамповке и другим видам обработки давлением, маркируются буквами МА.

Термическая обработка магниевых сплавов имеет много общего с термической обработкой алюминиевых сплавов. Обычно их отжигают в течение 15-20 часов при температуре 400-420⁰С. Для устранения наклепа магниевые сплавы подвергают рекристаллизационному отжигу при температуре ~ 350 ^oС.

Некоторые магниевые сплавы могут быть упрочнены закалкой и старением. В зависимости от состава закалку осуществляют при нагреве до 380-540 ^oС, а последующее старение – при 150-200 ^oС. Прочность магниевых сплавов в процессе старения можно повысить на 20-35%.

Из литейных сплавов наибольшее применение получили сплавы Мл5 [7,5-9,0 Al; 0,2-0,8 Zn; 0,15-0,5 Mn] и Мл6 [9-10,2 Al; 0,6-1,2 Zn; 0,1-0,15 Mn]. Достоинства литейных сплавов: меньший удельный вес по сравнению со сплавами Al, хорошая обрабатываемость режущим инструментом.

Недостатки: низкая устойчивость против коррозии, худшие, по сравнению с алюминиевыми сплавами литейные свойства, необходимость мер предосторожности для предотвращения загорания сплава.

Деформированные сплавы магния близки к литейным и принадлежат к системам Mg-Mn; Mg-Al-Zn. Применяют их в основном для изготовления деталей горячей штамповкой в интервале температур 280-450⁰С для улучшения их пластичности, т.к. гексагональная решетка магния затрудняет их пластическую деформацию при комнатной температуре.

Наиболее прочны деформируемые сплавы – МАЗ и МА5, содержащие в среднем (соответственно) 6 и 8,5% алюминия при 1,0 и 0,5 цинка и 0,3% марганца.

Предел прочности у этих сплавов достигает σ_в 30-35 кГ/мм² (294-343 Мн/м²). Сплав МА1, содержащий в среднем 2% Mn без других компонентов, применяется как листовой материал и имеет повышенную пластичность, но меньший предел прочности (σ_в ≈ 20 кГ/мм², 196 Мн/м^2).

Для предохранения от коррозии магниевые сплавы обрабатываются раствором Н₂О+К₂Cr₂0₇+HNO₃ и тщательно окрашиваются.

МЕДЬ И ЕЕ СПЛАВЫ

1. Характеристика меди.

2. Классификация медных сплавов. Латуни.

3. Оловянные бронзы.

4. Алюминиевые бронзы.

5. Кремниевые, бериллиевые, свинцовые бронзы.

В электромашиностроении и при производстве проводов очень широко применяется чистая медь, которая по электропроводимости занимает среди металлов 2-е место после серебра. Медь – вязкий металл красновато-розового цвета. Кристаллическая решетка меди – куб с центрированными гранями.

Микроструктура чистой меди состоит из зерен с характерными двойниками. Медь отличается хорошей теплопроводимостью и стойкостью против атмосферной коррозии.

Присутствие даже незначительных количеств других элементов может сильно понизить ее электропроводимость. Нерастворимые в меди и неметаллические включения (Pb, Bi, S-стые и О₂-е включения) мало изменяют ее электропроводимость.

Элементы, образующие твердые растворы с медью по-разному влияют на ее электропроводимость. Например, полностью растворимое в медь серебро очень мало снижает ее электропроводимость. Элементы, ограниченно растворимые в твердом состоянии, например, As резко снижают электропроводимость меди, причем, чем меньше растворимость, тем больше снижается электропроводимость.

Различные элементы могут сжижать или расширять решетку меди, но чем сильнее они искажают ее, тем больше снижение электропроводимости. Так, Ni полностью может растворяться в меди, но вызывает большое снижение электропроводимости вероятно потому, что Ni сильно сжимает решетку меди.

Медную проволоку используют тогда, когда не требуется высокая механическая прочность. Утроить предел прочности в случае необходимости можно добавками Cd (0,8-1,0%). Электропроводимость при этом составляет приближенно 90% от электропроводимости чистой меди.