Розмір шрифту: 

Шаломеев В.А., Цивирко Э.И., Осадчая Е.А.
(Запорожский национальный технический университет)

E-mail: gr@radiocom.net.ua

Развитие современного машиностроения требует применения материалов, способных выдерживать большие нагрузки при повышенных температурах с одновременным снижением веса конструкций. С этой точки зрения большой интерес представляют сплавы на основе магния – одного из широко распространенных в природе элементов. По запасам в земной коре магний занимает третье место среди металлов, уступая только алюминию и железу. Он содержится в ряде минералов, но особенно его много в доломите и магнезите. В воде морей и океанов содержится около 6.1016 т магния, что делает его перспективным материалом как основы для разработки большого количества сплавов.
Известно, что жаропрочность литых сплавов обеспечивается двумя факторами: введением в сплав легирующих элементов, образующих при кристаллизации и перекристаллизации тугоплавкие фазы и легированием основного компонента элементами, входящими в твердый раствор, при этом легирующие компоненты должны иметь температуру плавления выше, чем основа сплава.
В    связи с этим практический интерес представляет исследование влияния легирования сплава МЛ5 цирконием, который является тугоплавким металлом 4Б подгруппы периодической системы элементов.  Этот металл имеет близкий с магнием атомный радиус и электроотрицательность и, следовательно, может образовывать твердые растворы и фазы, упрочняя металлическую матрицу. Температура плавления исследуемого легирующего элемента значительно превышает температуру плавления сплава МЛ5, что должно обеспечить термическую стабильность образующихся фаз и повысить жаропрочность магниевого сплава в целом.
Исследовали влияние циркония на структурообразование, механические свойства  и длительную  прочность  при   повышенных  температурах  отливок   из  магниевого сплава МЛ5.
С повышением содержания циркония в сплаве уменьшались количество эвтектики, размеры структурных составляющих и расстояние между осями дендритов второго порядка. Влияние циркония на микротвердость матрицы увеличивалось пропорционально содержанию легирующего элемента.
Введение легирующего элемента в пределах 0,05…0,1% (мас.) интенсивно увеличивает объемный процент сферических интерметаллидов при неизменном объемном проценте пластинчатых
Микрорентгеноспектральный анализ интерметаллидных фаз сплава МЛ5 с  цирконием показал наличие этого элемента в составе интерметаллидов, при этом исследуемые интерметаллиды имели сложный состав: 71,40 % Zr; 14,77 % Mg; 10,98 % Al; 1,55 % Si; 1,30 % Mn.
Содержание циркония в интервале 0,05…0,1 % повышало пластичность сплава МЛ5 за счет измельчения зерна, структурных составляющих и увеличения количества сферических интерметаллидов, располагающихся в центре зерен и являющихся дополнительными центрами кристаллизации. Однако с увеличением содержания легирующего элемента в сплаве до 1,0 % пластичность металла уменьшалась за счет образования избыточного количества пластинчатых интерметаллидов, располагающихся по границам зерен и охрупчивающих металл.
Таким образом, оптимальная присадка циркония в количестве до 0,1% в сплав МЛ5, обеспечивает повышение всего комплекса его механических свойств и жаропрочности. Применение сплава МЛ5 с цирконием для машиностроения обеспечивает получение высококачественного литья с высокими эксплуатационными характеристиками.
Установлено, что введение в сплав Мл-5 гафния от 0,05% до 1,0% способствует значительному  повышению жаропрочности вследствие  дополнительного дисперсионного упрочнения твердого раствора.

Сведения об авторах:
ФИО: Шаломеев Вадим Анатольевич
E-mail: gr@radiocom.net.ua
ФИО: Цивирко Эдуард Иванович
E-mail: gr@radiocom.net.ua
ФИО: Осадчая Екатерина Александровна
E-mail: katerynaosadchaya@ukr.net