ПРОИЗВОДСТВО ОТЛИВОК ИЗ МАГНИЕВЫХ СПЛАВОВ

Состав и свойства первичного магнии

Магний обладает гексагональной плотноупакованной (ГПУ) кристаллической решеткой, имеет невысокую температуру плавления (651 °С) и небольшую плотность (1738 кг/м³ при 20 °С и 1600 кг/м³ при температуре плавления), высокое давление пара. Температура кипения магния при атмосферном давлении составляет 1107 °С. Объемная усадка при переходе из жидкого состояния в твердое равна

3.97.. .4.20 %. Магний имеет меньшее, чем алюминий, поверхностное натяжение (560 мН/м при 680 °С), которое снижается от добавок лития, кальция, сурьмы, стронция, свинца, висмута или бора. В литом состоянии он имеет низкие прочность (80... ПО МПа) и относительное удлинение (6...8 %).

Чистый магний характеризуется высокой химической активностью. Он легко окисляется. У образующейся оксидной плены при температуре выше 450 °С отсутствуют защитные свойства. С повышением температуры скорость окисления возрастает, а при 623 °С магний воспламеняется на воздухе. Медь, никель, олово, цинк и алюминий увеличивают скорость окисления магния при повышенных температурах; свинец, серебро, кадмий и таллий почти не оказывают влияния, а церий и лантан несколько замедляют скорость окисления на воздухе.

С азотом при температуре выше 750 °С магний взаимодействует с образованием нерастворимого твердого и хрупкого нитрида Mg.-J^T, снижающего пластические свойства металла. С сернистым газом при

600.. .650 °С взаимодействие сопровождается образованием MgO, MgS0₄ и паров серы.

Магний в значительно большем количестве, чем алюминий, поглощает водород. С повышением температуры и давления над расплавом растворимость водорода увеличивается (табл. 8.1).

Магний не взаимодействует с растворами едких щелочей, с керосином, бензином, минеральными маслами, устойчив по отношению к фторидам и плавиковой кислоте, но неустойчив в разбавленных минеральных кислотах. С водой магний реагирует с выделением водорода, который является причиной взрывов из-за образования гремучего газа.

ГОСТ 804-93 предусматривает выпуск четырех марок первичного магния, различающихся содержанием примесей (табл. 8.2).

Таблица 8.1

Растворимость водорода

Таблица 8.2

Химический состав первичного магния

Примечания.

• 1. Массовая доля примесей не должна быть более: хлора - 0,005 % для марок Мг80, Мг90 и Мг95, калия - 0,004 % для марки Мг95, натрия - 0,004 % для марки Мг95.
• 2. Магний марки Мг90 по требованию потребителя изготавливается с массовой долей титана не более 0,002 %.
• 3. По согласованию изготовителя с потребителем магний марки Мг95 изготавливается с массовой долей марганца не более 0,004 % при массовой доле натрия не более 0,01 % и сумме массовых долей железа, никеля и меди не более 0,007 %.
• 4. По требованию потребителя магния марки Мг95 изготавливается с массовыми долями никеля не более 0,0007 % и алюминия не более 0,006 %.

Наиболее вредными примесями являются никель и железо. Они сильно снижают коррозионную стойкость магния. Ввиду малой растворимости в твердом магнии эти примеси при содержании в количестве более 0,01...0,02 % выделяются в виде мельчайших частиц ин- термегаллида Mg₂Ni и чистого железа и вызывают резкое усиление атмосферной коррозии за счет образования большого числа гальванических микропар.

Медь и кремний также снижают коррозионную стойкость магния, но в меньшей степени, чем никель и железо. Примеси натрия, калия, водорода, оксидов и хлоридов оказывают отрицательное влияние на свойства магния; сотые доли процента кальция уменьшают газовую пористость отливок; действие большинства других примесей мало изучено.