Магний и его сплавы. Структура и свойства технического магния. Магниевые сплавы. Некоторые новые (нестандартные) магниевые сплавы, страница 3

Диаграмма состояния сплавов магния с марганцем (со сто­роны магния) дана на рис. 104.

Непосредственно после кристаллизации сплавы имеют одно­фазное состояние (ά-твердый раствор), а затем при охлаждении происходит распад твердого раствора с выделением β(Мn)-фазы.

Микроструктура сплава показана на рис. 126 атласа, где по границам и внутри зерен твердого раствора видны мелкие включения β-фазы (Мn).

Растворение марганца в магнии и выделение его в виде дис­персных включений сообщает сплавам необходимую твердость и прочность.

Как все сплавы типа твердых растворов, сплавы магния с марганцем имеют невысокие литейные свойства: малую жидкотекучесть, большую усадку и т. д. Отличительными особенно­стями сплава являются высокая коррозионная стойкость (после оксидирования), свариваемость и плотность.

Основные области применения и физико-механические, свой­ства сплава указаны в табл. 32.

Сплавы магния с алюминием и цинком                                  (МЛЗ, МЛ4, МЛ5 и МЛ6)

Сплавы данной группы являются наиболее качественными магниевыми литейными сплавами. Основой этих сплавов яв­ляется тройная система Mg — Al — Zn.

На рис. 105 показаны поверхности ликвидуса системы, где точка Р (14% А1, 37% Zn, остальное Mg) является тройной перитектической точкой. В этой точке при температуре 368° проис­ходит реакция:

 L+Mg4Al₃₅↔a+Mg₃Al₂Zn₂.

На рис. 106, 107 приведены изотермические сечения диаграм­мы состояния Mg—Al — Zn для температур 330 и 250°.

На рис. 127 атласа показана структура сплава МЛ5, где по границам и внутри зерен ά-твердого раствора хорошо видны вы­деления интерметаллического соединения Mg₄Al₃. Кроме этого, вследствие наличия марганца в сплавах, в небольшом количестве всегда присутствуют включения марганцовистой фазы, которая при малых и средних увеличениях трудно обнаруживается.

Подобную структуру имеют и другие сплавы с пониженным
содержанием цинка (МЛЗ, МЛ6) и отличаются от выше приведенной количеством фазы Mg4Al₃. В сплаве МЛЗ, лежащем вблизи границы растворимости, эта фаза будет располагаться в виде тонких прослоек по границам зерен, в сплаве МЛ6 колличество фазы Mg4Al₃ будет значительно больше, чем в сплаве МЛ5, так как в нем больше алюминия и цинка.                                                                                 

Несколько отличную структуру имеет сплав МЛ4. Вследствие большего содержания цинка в этом сплаве появляется фаза T(Mg3Al₂Zn2). В поле шлифа сплава в литом состоянии кроме зерен твердого раствора и включений интерметаллического соединения Mg4Al₃, будет присутствовать также тройное соединение T(Mg3,Al₂Zn2)  (рис. 128 атласа).                                                                                

Количество, размеры  и форма   выделений   интерметаллических соединений в литых сплавах зависят от условий   охлажде­ния. При применении повышенных скоростей охлаждения  (например, при литье в кокиль) количество и размер   этих   частиц заметно уменьшаются.                                                                    

Наличие переменной растворимости алюминия и цинка в
магнии с изменением температуры обеспечивает возможность
применения к сплавам термической обработки.              

Наиболее часто применяется закалка, реже закалка и старение. При нагреве под закалку фаза Mg₄Al₃ и тройное соединение T(Mg₃Al2Zn2) переходят в твердый раствор и упрочняют его.     После  закалки  сплавы  имеют структуру     однородного твердого раствора с незначительными включениями марганцовистой составляющей и  нерастворившимися полностью упроч­няющими фазами  (рис. 129 атласа).                                             
     Характерной особенностью всех магниевых сплавов является  
малая скорость диффузионных процессов, связанных с растворением и выпадением   интерметаллических фаз. Это требует,   с  одной стороны, большой длительности нагрева под закалку (до 16—30 часов), а с другой стороны, позволяет производить закалку изделий непосредственно на воздухе.                                        
     Помимо закалки, к сплавам данной группы (особенно высо-   коцинковистым) применяется старение. При старении происходит  
распад твердого раствора сопровождающийся выделением ин-    терметаллических фаз. Эти фазы в зависимости от температуры и   времени старения имеют различную дисперсность.        
     Микроструктура сплавов системы    Mg — А1 — Zn после ис     кусственного старения  (на примере сплава МЛ6)   показана на   
рис. 130 атласа. При низких   температурах старения   большая   
часть выделений вторых   фаз располагается по границам   зерен    
ά-твердого раствора. С повышением температуры старения на-     блюдается образование включений внутри самих зерен.