Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Влияние легирующих элементов на структуру и свойства магниевых сплавов
Основными легирующими элементами магниевых сплавов являются Mn, Al, Zn (Рис.3.1). Для дополнительного легирования используют цирконий, кадмий, церий, неодим и др. а б в Рис. 3.1. Диаграмма состояния и механические свойства сплавов: a – Mg-Mn, б – Mg- Al, в – Mg-Zn и механические свойства сплавов
Рис. 3.2. Влияние легирующих элементов на механические свойства магния при 20°C (прессованные прутки)
Рис. 3.3. Влияние легирующих элементов на твердость магния при 250°C. Марганец с магнием образует твердый раствор a. При понижении температуры растворимость марганца в магнии понижается и из a-твердого раствора выделяется b-фаза (рис.3.1, а). Марганец не улучшая механические свойства, повышает сопротивление коррозии и свариваемость сплавов магния. Алюминий и цинк в количестве до 6-7%, образующие с магнием твердые растворы и соединения Mg4Al3 и MgZn2 , повышают механические свойства магния (рис. 3.2.1,б и в). Механические свойства сплавов магния при комнатной температуре улучшаются при легировании цирконием, при повышенной температуре – добавкой церия, неодим а, особенно тори я (рис.3.2.3). Цирконий и торий оказывают модифицирующее действие на структуру сплавов магния. Особенно эффективно модифицирует цирконий. Добавка 0,5-0,7% Zr уменьшает размер зерна в 80-100 раз. Это объясняется структурным и размерным соответствием кристаллических решеток Mg и Zr. Кроме того, цирконий и марганец способствуют устранению или значительному уменьшению влияния примесей железа и никеля на свойства сплавов. Они образуют с этими элементами промежуточные фазы большой плотности, которые при кристаллизации выпадают на дно тигля, очищая тем самым сплавы от вредных примесей. Прочностные характеристики магниевых сплавов существенно повышаются при термомеханической обработке, состоящей в пластической деформации закаленного сплава перед его старением. Магниевые сплавы обладают высокой пластичностью в горячем состоянии и хорошо деформируются при нагреве. Для деформированных сплавов диффузионный отжиг обычно совмещают с нагревом для обработки давлением. Магниевые сплавы хорошо обрабатываются резанием, легко шлифуются и полируются. Они удовлетворительно свариваются контактной роликовой и дуговой сваркой, которую рекомендуется проводить в защитной атмосфере.
Недостатками магниевых сплавов являются плохие литейные свойства и склонность к газонасыщению, окислению и воспламенению при литье. Для предотвращения дефектов при выплавке используют специальные флюсы, для уменьшения пористости применяют небольшие добавки кальция (0,2 %), а для снижения окисляемости - добавки бериллия (0,02-0,05 %).
3.3. Термическая и термомеханическая обработка магниевых сплавов
Термическая обработка магниевых и алюминиевых сплавов имеет много общего. Это объясняется близкими температурами плавления и отсутствием полиморфных превращений. Увеличение растворимости легирующих элементов в магнии с повышением температуры (рис. 3.3.1) дает возможность упрочнять магниевые сплавы с помощью закалки и искусственного старения.
Рис. 3.4. Растворимость легирующих элементов в магнии
Особенностью магниевых сплавов является пониженная скорость диффузии большинства компонентов в магниевом твердом растворе. Низкие скорости диффузионных процессов способствуют развитию дендритной ликвации, требуют больших выдержек при нагреве, облегчают фиксацию твердых растворов при закалке и затрудняют распад пересыщенных растворов при старении. Для снижения уровня ликвации и повышения технологической пластичности перед деформацией слитки подвергают гомогенизирующему отжигу. Деформированные полуфабрикаты из магниевых сплавов отжигают для снятия остаточных напряжений. Для повышения прочностных свойств магниевые сплавы подвергают закалке и старению. Из-за низкой скорости диффузии закалку обычно проводят на воздухе, применяют искусственное старение при сравнительно высоких температурах (до 200- 250 °С) и более длительных выдержках (16-24 ч). При использовании магниевых сплавов в качестве жаропрочных температура старения во избежание коагуляции упрочняющих фаз должна быть выше рабочей температуры. Термическая обработка магниевых сплавов затруднена из-за замедленных диффузионных процессов в твердом растворе магниевых сплавах. Малая скорость диффузии требует больших выдержек при нагреве под закалку (до 16-30 ч.) для растворения вторичных фаз (Рис.3.5). Благодаря тому такие сплавы можно закаливать на воздухе, они не склонны к естественному старению. При искусственном старении необходимы высокие температуры (до 200 °С) и большие выдержки (16-24 ч.).
Многие сплавы закаливают при охлаждении изделий после горячей обработки давлением на воздухе, а, следовательно, они могут упрочняться при искусственном старении без предварительной закалки. Гомогенизацию и закалку осуществляют при нагреве до 380-540°С (Т4) и последующее старение при 150-200°С (Т6).
Рис.3.5. Микроструктура сплава МЛ5, х250: а– в литом состоянии (α-твердый раствор + включения Mg4Al8); б – в закаленном состоянии (перенасыщенный α-твердый раствор)
Наибольшее упрочнение термической обработкой достигается у сплавов магния, легированных неодимом. В этом случае при распаде пересыщенного твердого раствора в зависимости от температуры и времени старения могут образоваться зоны Гинье- Престона, метастабильные и стабильные упрочняющие фазы, тогда как в некоторых сплавах (например, сплавах системы Mg-Al-Zn) при старении сразу появляются стабильные фазы. Временное сопротивление и особенно предел текучести магниевых сплавов значительно повышается с помощью термомеханической обработки, которая состоит в пластической деформации закаленного сплава перед его старением. При старении временное сопротивление (sв) деформированных сплавов возрастает на 10-30%, а литых – на 30-60%. Из других видов термической обработки к магниевым сплавам, как и к алюминиевым, применимы различные виды отжига: гомогенизация, рекристаллизационный отжиг и отжиг для снятия напряжений. Слитки и фасонные отливки подвергают диффузионному отжигу (гомогенизации) обычно при 400-490 °С в течение 10-24 ч. При гомогенизации магниевых сплавов избыточные фазы, выделившиеся по границам зерен, растворяются, и состав по объему зерен выравнивается, что облегчает обработку давлением и повышает механические свойства. Для деформируемых сплавов диффузионный отжиг совмещают с нагревом для горячей обработки давлением. Температура рекристаллизации магниевых сплавов в зависимости от их состава находится в интервале 150-300°С, а отжига для устранения наклепа и уменьшения анизотропии механических свойств – соответственно в интервале 250-350°С. Более высокие температуры вызывают рост зерна и снижение механических свойств. Отжиг для снятия остаточных напряжений проводят при температурах ниже температуры рекристаллизации.
|
|||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-04-05; просмотров: 71; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.144.150.112 (0.01 с.) |