Состав и свойства чистого магния

Магний – щелочноземельный металл II группы периодической системы Д.И. Менделеева. По распространенности в земной коре он занимает третье место после алюминия и железа. Для промышленного производства магния используют природные вещества, содержащие хлориды магния. В первую очередь это двойная соль – карналлит (MgCl2·KCl·6H2O). Крупнейшее месторождение карналлита в мире находится в Пермском крае.

Основные физикохимические свойства чистого магния приведены в табл. 1.

Магний представляет собой белый серебристый металл с температурой плавления 651 °С. Его плотность (1,738 г/см3) в 1,5 раза меньше плотности алюминия. При температуре плавления плотность магния составляет 1,57 г/см3. Температура кипения при атмосферном давлении 1107 °С. Магний имеет гексагональную плотноупакованную решетку, поэтому он отличается от других легких металлов низким относительным удлинением.

Магний характеризуется высокой химической активностью. Он легко окисляется на воздухе с образованием рыхлой окисной пленки. Отношение объема окисла к объему металла, из которого образовался окисел, меньше единицы (0,79), поэтому она не обладает защитными свойствами, особенно при температурах выше 450 °С, когда скорость окисления резко возрастает. При температуре 623 °С магний воспламеняется и горит ослепительно ярким светом. Горящий магний ни в коем случае нельзя тушить водой. Она только способствует его горению, а выделяющийся водород может привести к взрыву изза образования гремучего газа. Ранее, до появления лампвспышек, порошок или тонкую ленту магния использовали фотографы при съемке в затемненных условиях. Эта особенность магния широко использовалась в зажигательных, а затем – напалмовых бомбах. Огнеопасность магния и его сплавов способствовала возникновению определенного предубеждения против его технического применения.

Существенным достоинством магния является его отличная обрабатываемость резанием. При одинаковых скоростях резания магний требует примерно в шесть раз меньших усилий, чем сталь. Но и здесь необходимо соблюдать требования безопасности. Мелкая стружка может загореться, а мелкая магниевая пыль, образующаяся при шлифовании, в смеси с воздухом взрывается. Компактные детали или кусковые отходы магния практически безопасны в пожарном отношении. И все же на складах шихтовых материалов не рекомендуется хранить большие запасы этого металла. Во влажной окислительной среде поверхности чушек быстро покрываются окисной пленкой. Так как пленка рыхлая, то отличается малой теплопроводностью. Тонкие заливы, заусенцы в этом случае могут нагреться до температуры воспламенения изза выделяющейся теплоты образования окисла.

В соответствии с ГОСТ 804–93 в России выпускают три марки первичного магния: Мг96, Мг95 и Мг90. Цифры в маркировке указывают степень чистоты металла (99,96, 99,95 и 99,90 % соответственно). Химический состав чистого магния приведен в табл. 12. Следует отметить достаточно жесткое регламентирование содержания примесей. Наиболее вредными примесями для магния являются никель и железо, которые резко ухудшают коррозионную стойкость в атмосферных условиях. Эти элементы почти не растворяются в магнии. При содержании более 0,01 % они выделяются в виде мельчайших частиц чистого железа и интерметаллида Mg2Ni, образуя большое число гальванических микропар, которые усиливают коррозию.

Таблица 12

Химический состав первичного магния по ГОСТ 804–93

 

Марка

Mg, %,

не ме

нее

Примеси, %, не более

 

Fe

Si

Ni

Cu

Al

Mn

0,004 0,010 0,030

Na

Ti

Мг96 Мг95 Мг90

99,96 99,95 99,90

0,003 0,003 0,040

0,004 0,004 0,009

0,001 0,0007 0,001

0,002 0,003 0,004

0,006 0,006 0,020

0,010 0,004 0,010

0,01

Чистый магний в качестве конструкционного материала не используется изза низких прочностных свойств. Большое промышленное значение имеют разнообразные сплавы на его основе.

  • Читать все новости