Легирование и рафинирование сплавов, содержащих цирконий

24.01.2017

Быстрая эволюция магниевоциркониевых сплавов основывается на открытии Зауэрвальдом в 1947 г. измельчающего действия циркония на зерно магния (рис. 8). Зауэрвальд с сотрудниками создали методы введения циркония, исследовали свойства сплавов и в основном заложили фундамент для дальнейшей работы. Их оригинальные исследования быта опубликованы в ряде журналов. В этих исследованиях отмечено следующее:
1. Только цирконий, растворенный в жидком магнии во время разливки, эффективен в измельчении зерна отлитого металла.
2. Максимальная растворимость циркония в жидком магнии составляет около 0,6%.
3. Такие элементы, как Al, Si, Sn, Ni, Fe, Co, Mn и Sb образуют с цирконием интерметаллические соединения с высокой температурой плавления. Цирконий растворяется в магнии и оказывает измельчающее действие только при отсутствии этих элементов. К элементам, совместимым с цирконием, относятся Zn. Cd. Ce, Ag, Th, Cu, Bi, Pb, Ca.
4. Растворимый и нерастворимый цирконий в сплаве можно различить приблизительно путем растворения образца в разбавленной HCl. При этом цирконий в фильтрате считается растворимым.
5. При повторном травлении всегда происходит некоторая потеря растворимого циркония и для восстановления мелкого зерна металла требуются добавки циркония.
6. Двойной сплав Mg—Zr относительно непрочен, однако его можно улучшить введением цинка, что дает возможность получить очень высокие значения предела прочности.
7. Цирконий можно вводить в магний при 900° С в виде металлического порошка под аргоном или при более низких температурах в виде различных циркониевых галоидов или сложных галоидов путем восстановления соли.
Легирование и рафинирование сплавов, содержащих цирконий

Несмотря на высокую оценку свойств магниевоциркониевых сплавов, их промышленная реализация с умеренными затратами и без наличия флюсовых включений вызвала большие трудности Очень краткое изложение некоторых трудностей уже приводи лось в литературе, но не сопровождалось соответствующим объяснением. Ниже обсуждаются некоторые проблемные вопросы Естественно, что трудно преодолимые химические проблемы возникали при подготовке различных недорогих восстанавливаемых циркониевых соединений в состоянии высокой чистоты. Однако эта работа, начатая Флетчером и завершенная Хоком и его сотрудниками, выходит за рамки данной книги. Сотрудниками-металлургами фирмы MEL, окончательно разработавшими очень удачные процессы легирования, основывающиеся на фтористых соединениях, руководил Джессуп.