Метки: Цвет.мет.
Взаимодействие магния с другими элементами

Первые магниевые сплавы были созданы в начале прошлого века сначала как литейные, а позднее – и как деформируемые. Создавались сплавы традиционным путем, т.е. методом проб и ошибок. За основу были приняты системы Mg – Mn, Mg – Al и Mg – Zn. Двойные сплавы магния с марганцем и тройные сплавы магния с алюминием и цинком вошли в первые стандарты. Сплавы тройной системы Mg – Al – Zn сохранили свое значение до настоящего времени.

Воспользуемся методами теории синтеза сплавов, и сравним, насколько совпадают теоретические рекомендации с составами существующих промышленных сплавов.

Прогноз о взаимодействии различных элементов с магнием может быть составлен на основе анализа двойных диаграмм состояния. В табл. 13 в качестве примера приведены параметры начальных участков двойных диаграмм состояния магния лишь с некоторыми важнейшими элементами, которые лучше всего подходят для легирования литейных, в том числе и магниевых, сплавов. Полная таблица, содержащая данные по 89 элементам, приведена в работе.

Магний образует непрерывный раствор только с кадмием; 23 элемента имеют растворимость в магнии, равную или большую, чем 1 % (ат). В том числе: Li, Al, Cr, Mn, Zn, Cd, Sn, Ti, 7 лантаноидов и др. Некоторые из них имеют растворимость больше 10 % (ат) (см. параметр Ср в табл. 13). Эвтектику с магнием образуют 40 элементов, 13 – восходящую перитектику, индий – нисходящую перитектику. С 16 элементами образуются монотектики (блок 6 на рис. 2 – сочетание на диаграмме состояния непрерывного раствора и непрерывного расслоения сверху).

Таблица 13

Параметры начальных участков двойных диаграмм состояния магния с некоторыми элементами

 

Элемент

Тип превращения

Температура превращения, °С

Ср, ат. %

Сэ, ат. %

Кр

Li

Эвтектика (Э)

588

17,0

24,5

0,69

Be

Э

(540)

0,014

1,0

0,014

Mg

Раствор (Р)

650

100

1,00

1,00

Al

Э

437

11,6

30,1

0,39

Si

Э

637

(0,1)

1,16

0,025

Ca

Э

517

0,6

10,5

0,057

Ti

Перитектика восходящая (Пв)

650

2102

210 3

10

V

Пв

(651)

(0,3)

0,006

5

Cr

Пв

(658)

(1)

(0,55)

1,82

Mn

Пв

652

2,46

1

2,46

Fe

Э

650

4,3.10–4

8,6103

0,05

Cu

Э

485

0,6

14,5

0.041

Zn

Э

340

2,4

28,1

0,085

Y

Э

565

3,6

7,3

0,48

Zr

Пв

654

0,99

0,16

6,2

Nb

Пв

651

0,50

0,12

4,0

Ag

Э

471

4

17,5

0,23

Cd

Р

321

100,0

100,0

1,0

Sn

Э

561

3,45

11,0

0,31

Sb

Э

629

0,04

10,0

0,004

La

Э

612

0,040

3,4

0,012

Nd

Э

548

0,61

7,6

0,08

Th

Э

582

0,49

7,05

0,07

На рис. 20 показаны результаты анализа возможных компонентов для магниевых сплавов и их деление на различные категории.

Условием выбора основных легирующих добавок для конструкционных сплавов магния, работающих при температурах не более 150 °С, являются параметры Ср ≥ 1 и Кр > 0,05. Этому условию удовлетворяют 15 обычных элементов и 7 элементовлантаноидов (от Gd до Lu, исключая Yb). Вспомогательными добавками могут быть элементы с Ср ≥0,1 и Кр > 0,05. Этому условию удовлетворяют 13 обычных элементов и 5 лантаноидов и торий.

Лантаноиды – семейство из 14 металлов, имеющих атомные номера от 58 по 71. Они следуют в таблице элементов за лантаном. Это Ce – церий, Pr – празеодим, Nd – неодим, Pm – прометий, Sm – самарий, Eu – европий, Gd – гадолиний, Tb – тербий, Dy – диспрозий, Ho – гольмий, Er – эрбий, Tu – тулий, Yb – иттербий, Lu – лютеций. Все они входят в группу редкоземельных металлов.

  • Читать все новости