Система Mg—Zn

24.01.2017

Диаграмма состояния Mg—Zn приведена на рис. 53. В настоящее время имеются некоторые разногласия относительно характера распада фазы Mg7Zn3.
Фокс изучал механические свойства литых в землю Mg—Zn сплавов, некоторые же данные по свойствам деформируемых сплавов были опубликованы Беком и Макдональдом.
Система Mg—Zn

Как следует из рис. 54, механические свойства литых в землю Mg—Zn сплавов не являются высокими. Как и в случае легирования алюминием, прочность магниевых сплавов растет при повышении содержания цинка. Однако содержание цинка более 6% приводит к падению предела прочности и относительного удлинения, в то время как предел текучести продолжает расти. Предел текучести Mg—Zn сплавов после полной термообработки значитетьно повышается с увеличением содержания цинка. Пластичность при этом резко падает.
Два фактора в основном определяют сравнительно низкие механические свойства Mg—Zn сплавов: размер зерна и заметная тенденция к микропористости. Двойные Mg—Zn сплавы не являются чувствительными к измельчению зерна при перегреве расплава и, хотя цинк и обладает сравнительно сильной модифицирующей способностью, величина зерна в Mg—Zn сплавах, по данным Фокса, в два раза выше, чем в Mg—Al сплавах.
Система Mg—Zn

Измельчение зерна в Mg—Zn сплавах может быть достигнуто введением добавок железа в виде лигатуры Zn—Fe. Уменьшить микропористость можно, легируя сплав редкоземельными металлами. Высокие механические свойства наблюдаются у Mg—Zn сплавов после полной термической обработки.
Двойные Mg—Zn сплавы не являются приемлемыми для изготовления отливок. Введение циркония для измельчения зерна в Mg—Zn сплавы создает практическую возможность их использования. Разработаны термически упрочняемые сплавы Z5Z (Mg—4,5% Zn—0,7% Zr) и менее широко употребляемый сплав ZK61 (Mg— 6% Zn—0,7% Zr).
Присутствие циркония в Mg—Zn сплавах измельчает зерно и уменьшает количество интерметаллидов по границам зерен, так что в сплав можно ввести большое количество цинка без опасности вызвать охрупчивание.
В двойных сплавах в литом состоянии фаза Mg—Zn встречается в виде более или менее вырожденной эвтектики по границам зерен и в виде отдельных частиц внутри зерен. Эти частицы являются результатом дробления ветвей дендрита (рис. 55). Структура сплавов зависит от режима кристаллизации или охлаждения после нагрева под закалку.
Система Mg—Zn

Частицы выделений, образующиеся в процессе старения, нечетко выявляются под электронным микроскопом до тех пор, пока не произойдет перестаривание.
Стеркей и Кларк с помощью электронной дифракции показали, что выделившиеся частицы не являются равновесным соединением MgZn или фазой Лавеса MgZn2. Эти выделения представляют собой переходную фазу, сравнительно устойчивую вследствие сопряжения параметра кристаллической структуры а с параметром с структуры матричного твердого раствора. Эта переходная фаза встречается также при эвтектоидном распаде Mg7Zn3.
Вредное влияние цинка на горячеломкость Mg—Al сплавов было отмечено выше. Склонность к горячеломкости делает неосуществимым использование литейных магниевых сплавов, содержащих несколько процентов цинка. Однако этот недостаток может быть уменьшен дополнительным легированием Mg—Zn сплавов цирконием, присутствие которого в сплаве уменьшает количество интерметаллидов, богатых цинком, а также введением в Mg—Zn сплавы добавок редкоземельных металлов, уменьшающих чувствительность к горячим трещинам.