Магний

Цвет: металл серебристо-белого цвета	Плотность: 1,74 г/см³
Температура плавления: 650 °C	Температура кипения: 1105 °C
Теплопроводность: 156 Вт/(м·К)	Удельная теплота плавления: 357 кДж/кг
Удельная теплоемкость (при 20—100°С): 1047,6 Дж/(кг х °С)

Характеристики: малая плотность магниевых сплавов в сочетании с довольно высокой удельной плотностью и целым рядом физико-химических свойств делает их ценными для различных областей народного хозяйства — в машиностроении, в том числе в сельскохозяйственном, автомобильном, приборостроении, самолетостроении, космической технике, радиотехнике, полиграфической, текстильной промышленности и т. д. Магниевые сплавы хорошо поглощают вибрации, что важно для авиации, транспорта и машиностроения. Удельная вибрационная прочность магниевых сплавов с учетом демпфирующей способности почти в 100 раз больше, чем у дуралюмина, и в 20 раз больше, чем у легированной стали. Магниевые сплавы обладают хорошей обрабатываемостью резанием. При механической обработке этих сплавов допускается скорость резания в 7 раз выше, чем для сталей, и в 2 раза выше, чем для алюминиевых сплавов. Магниевые сплавы немагнитны и не дают искры при ударах и трении. Большую выгоду дает применение магниевых сплавов в деталях, работающих на продольный или поперечный изгиб. По удельной жесткости при изгибе и кручении магниевые сплавы превышают алюминиевые на 20 % и стали на 50 %.

Магниевые сплавы в горячем состоянии хорошо прессуются, куются и прокатываются. Они широко применяются в виде поковок, штамповок, листов, профилей, прутков, труб и т. д.

Наша промышленность располагает магниевыми сплавами, пригодными для работы в интервале температур от -253 до 350-400 °С. Методы защиты магниевых сплавов оксидными пленками и лакокрасочными покрытиями обеспечивают нормальную работу изделий из них в различных эксплуатационных условиях.

Магний имеет значение не только как ценный технический материал, но и как заменитель дефицитных и дорогостоящих металлов.

В зависимости от химического состава магний выпускается трех марок: Мг96 (99,96 % Mg), Мг95 (99,95 % Mg) и Мг90 (99,95 % Mg). Магний поставляется в чушках массой 8,0 ± 1 кг.

В России освоено производство магния повышенной (99,99 % Mg) и высокой чистоты (99,9999 % Mg), а также гранулированного магния.

Сплавы магния. Промышленные магниевые сплавы принято делить на литейные для получения деталей методом фасонного литья (МЛ) и деформируемые для получения полуфабрикатов и изделий путем пластической деформации (МА). По применению их классифицируют на конструкционные и со специальными свойствами.

Термомеханическая обработка (ТМО) является одним из методов повышения прочности стареющих деформируемых магниевых сплавов. В практике используют три вида ТМО: низкотемпературную (НТМО), высокотемпературную (ВТМО) и комбинированную (КТМО).

При НТМО деформация осуществляется в температурной области ниже порога рекристаллизации. Она заключается в закалке с температуры твердого раствора, холодной (или теплой) деформации (10—15 %) с последующим старением. ВТМО — нагрев до температуры образования перенасыщенного твердого раствора, горячая пластическая деформация и старение.

КТМО — нагрев при температуре 490—530 °С (для сплава МАП) в течение 2 ч, подстуживание на воздухе до 300—350 °С, деформирование при этой температуре (50—90 %), деформация вхолодную (5—10 %), последующее искусственное старение при 175°С в течение 2,5 ч. Полученное упрочнение сохраняется до 300 °С.

Сверхлегкие сплавы (магниеволитиевые сплавы). Особенностями сверхлегких сплавов являются низкая плотность (1,350—1,600 т/м³), повышенная пластичность и обрабатываемость давлением при температурах, значительно более низких, чем обычных магниевых сплавов, высокая удельная жесткость и высокий предел текучести при сжатии, отсутствие чувствительности к надрезу, незначительная анизотропия механических свойств, высокая теплоемкость, хорошие механические свойства при криогенных температурах.

Магниеволитиевые сплавы могут быть также использованы для создания легких композиционных сплавов. Например, магниеволитиевый сплав, армированный проволокой из стали У8А, имеет временное сопротивление 600 МПа, модуль упругости 64 ГПа при плотности 2,4 т/м³.

Сплавы магния широко применяются в промышленности: сплав МА18 применяют для малонагруженных деталей, работающих при температуре —253 + 60 °С, когда требуются высокая жесткость и малая масса. Сплав МА21 применяют для средненагруженных деталей, работающих при температуре до 100—125 °С и криогенных температурах, когда требуются высокая жесткость и повышенная прочность при сжатии. Сплав МА17 находит применение в радиотехнической промышленности для изготовления звукопроводов ультразвуковых линий задержки.

Изготовление приборов из этого сплава позволяет повысить надежность их работы, а также снизить трудоемкость изготовления и уменьшить себестоимость.

Сплав МА2-2 используется в полиграфической промышленности для изготовления клише. Внедрение его повышает прочность клише, увеличивает их тиражеустойчивость, сокращает время травления и повышает производительность машин. Для улучшения качества поверхности клише следует применять фильтрацию расплава через стальную сетку с ячейками 1,2Х X 1,2 мм.

Сплавы МЛ 16, МЛ16пч, МЛ16вч, МЛ4вч используются в качестве протекторов с высокой коррозионной стойкостью, которая обеспечивается путем глубокой очистки магния от вредных примесей железа, никеля, меди и кремния. Применение их в магистральных газо- и нефтепроводах, а также для защиты подводной части корпусов судов значительно удлиняет срок службы защищаемых объектов.

Сплав МЦИ предназначен для литья деталей, работающих в условиях воздействия вибрационных нагрузок. Демпфирующая способность сплава МЦИ в несколько десятков раз выше, чем магниевых сплавов, используемых в качестве конструкционных сплавов. Использование сплава МЦИ в конструкциях, подвергающихся вибрациям, позволит уменьшить массу, увеличить надежность и срок службы изделий, а также существенно снизить шум. Сплав хорошо сваривается аргонодуговой сваркой, отлично обрабатывается резанием и обладает довольно хорошей коррозионной стойкостью.

Получение магниевых сплавов: плавка магниевых сплавов осуществляется двумя основными методами: одноступенчатым и двухступенчатым (комбинированным).

При одноступенчатом методе плавки разливка металла в формы или изложницы (кристаллизаторы) производится непосредственно из печей, в которых производилась плавка металла. Заливка металла в формы может производиться или с помощью разливочных ковшей в случае плавки металла в стационарных плавильных печах (тигельных и отражательных) или непосредственно из плавильного тигля в случае плавки металла в выемных стальных тиглях.

При двухступенчатом методе плавка и разливка металла производятся по следующей схеме:

1. При фасонном литье расплавление металла ведется в отражательных печах большой емкости или в стационарных литых тиглях или в индукционных печах;

- слив расплавленного металла производится в раздаточные стационарные стальные литые тигли или в выемные сварные стальные тигли путем поворота печи или с помощью разливочных приспособлений;

- после этого металл заливается в формы из стационарных литых тиглей ковшами или из выемных сварных тиглей непосредственно.

2. При литье слитков металл плавится в отражательной печи; затем переливается из печи в миксер, где производится доводка расплава (рафинированием, модифицированием, выстаиванием) и подогрев до требуемой температуры, после этого металл транспортируется из миксера в кристаллизатор по желобу или подается в кристаллизатор по металлопроводу с помощью насосов.