Магний МА5
| Марка: МА5 | Класс: Магниевый деформируемый сплав |
| Использование в промышленности: для нагруженных деталей; предельная рабочая температура: 150°C -длительная, 200°C -кратковременная | |
| Химический состав в % сплава МА5 | ||
| Mn | 0,15 - 0,5 | |
| Al | 7,8 - 9,2 | |
| Mg | 89,5 - 91,85 | |
| Zn | 0,2 - 0,8 | |
| Дополнительная информация и свойства |
| Твердость материала: HB 10 -1 = 55 МПа | |
| Линейная усадка, %: 3.8 |
| Механические свойства сплава МА5 при Т=20oС | |||||||
| Прокат | Размер | Напр. | σв(МПа) | sT (МПа) | δ5 (%) | ψ % | KCU (кДж / м2) |
| 300-330 | 220-240 | 8-14 | |||||
| Физические свойства сплава МА5 | ||||||
| T (Град) | E 10- 5 (МПа) | a 10 6 (1/Град) | l (Вт/(м·град)) | r (кг/м3) | C (Дж/(кг·град)) | R 10 9 (Ом·м) |
| 20 | 0.42 | 75.3 | 1800 | 130 | ||
| 100 | 26 | 1130.4 | ||||
Получение деформируемых сплавов магния (в частности МА5): после подготовки шихты проводится плавка при этом выполняется введение легирующих элементов (для каждого деформируемого сплава они свои, но в целом плавка выполняется похожим образом). Основными легирующими составляющими в обычных деформируемых магниевых сплавах являются алюминий, цинк и марганец.
Жаропрочные магниевые сплавы содержат в своем составе в качестве основной легирующей добавки редкоземельные металлы: церий, лантан, неодим и торий, а также цирконий. Для снижения окисляемости жидкого магния и устранения воспламенения расплава в магниевые деформируемые сплавы вводится небольшое количество бериллия (0,002—0,01%).
Все эти легирующие элементы могут быть введены в сплав в процессе его приготовления или в технически чистом виде, или с лигатурами, или в виде солей и их сплавов. О преимуществах способов введения легирующих элементов отмечалось выше в разделе «Плавка литейных магниевых сплавов».
Алюминий и цинк вводят в расплав в технически чистом виде. Марганец, бериллий, цирконий рекомендуется вводить в расплав в виде солей (хлористого марганца, фторбериллата натрия, фторцирконата калия), церий вводят в виде мишметалла в форме крошки. Тантал, торий вводится в расплав чаще всего в виде лигатур. Марганец, цирконий и редкоземельные металлы вводят в расплав при температуре порядка 800—820° С. Алюминий и цинк вводят при температуре 690—710° С. Бериллий и кальций вводят после цинка.
После введения каждого легирующего элемента расплав тщательно перемешивается.
При введении в расплав циркония, церия, тория, лантана и других редкоземельных элементов необходимо учитывать, что эти металлы обладают большим сродством к хлору, чем магний. Наличие в покровном или рафинирующем флюсе хлористого магния неизбежно приведет к значительным потерям по реакции 2Се + 3MgCl2 - 2СеС13 + 3Mg.
Поэтому присадка этих металлов должна производиться либо непосредственно перед разливкой, либо при защитном покрытии из особых смесей солей, не содержащих MgCl2; например: 55% КС1, 15% ВаС12, 28% СаС12 и 2% CaF2. Применение подобных флюсов исключает возможность взаимодействия церия, тория, кальция с хлористым магнием. После окончания подшихтовки сплава при температуре порядка 710—730° С рафинируют флюсом ВИ2. Расход флюса при рафинировании составляет от 1,0—1,2% до 1,5—2% массы шихты.
Рекомендуют два способа введения флюса при рафинировании магниевых сплавов: 1) молотый флюс насыпают на зеркало ванны жидкого металла и замешивают в расплав с помощью мешалки и 2) кусковой флюс в колокольчиках вводят под зеркало жидкого металла. При передвижении колокольчика внутри ванны флюс расплавляется и приходит в соприкосновение с жидким металлом. Такой способ введения флюса дает возможность более качественно провести операцию рафинирования сплава от неметаллических включений, так как флюс не соприкасается с поверхностной окисной пленкой и не запутывается в ней.
Длительность рафинирования расплава флюсом в плавильной печи при непрерывном перемешивании ванны металла должна быть в пределах 15—10 мин. Более длительное рафинирование способствует лучшему очищению расплава от шлаковых и окисных включений. Выстаивание расплава после рафинирования должно быть не меньше 1 ч.
После выстаивания с поверхности расплава снимают шлак и флюс, переливают в хорошо очищенный от шлака и флюса миксер при помощи сифона или центробежного насоса.
При охлаждении печи категорически запрещается оставлять в ней флюсы или шлаки из-за гигроскопичности и опасности взрыва при последующем нагреве.
| Краткие обозначения: | ||||
| σв | - временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа | ε | - относительная осадка при появлении первой трещины, % | |
| σ0,05 | - предел упругости, МПа | Jк | - предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа | |
| σ0,2 | - предел текучести условный, МПа | σизг | - предел прочности при изгибе, МПа | |
| δ5,δ4,δ10 | - относительное удлинение после разрыва, % | σ-1 | - предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа | |
| σсж0,05 и σсж | - предел текучести при сжатии, МПа | J-1 | - предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа | |
| ν | - относительный сдвиг, % | n | - количество циклов нагружения | |
| sв | - предел кратковременной прочности, МПа | R и ρ | - удельное электросопротивление, Ом·м | |
| ψ | - относительное сужение, % | E | - модуль упругости нормальный, ГПа | |
| KCU и KCV | - ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см2 | T | - температура, при которой получены свойства, Град | |
| sT | - предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа | l и λ | - коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), Вт/(м·°С) | |
| HB | - твердость по Бринеллю | C | - удельная теплоемкость материала (диапазон 20o - T ), [Дж/(кг·град)] | |
| HV | - твердость по Виккерсу | pn и r | - плотность кг/м3 | |
| HRCэ | - твердость по Роквеллу, шкала С | а | - коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o - T ), 1/°С | |
| HRB | - твердость по Роквеллу, шкала В | σtТ | - предел длительной прочности, МПа | |
| HSD | - твердость по Шору | G | - модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа | |
