Конструкционные деформируемые магниевые сплавы для использования при нормальных температурах (Англия)

В табл. 25 и 26 приведены химический состав и механические свойства деформируемых магниевых сплавов, используемых в Англии для изготовления конструкций, работающих при нормальных температурах. Основными легирующими элементами для сплавов подобного типа являются марганец, алюминий или цирконий.

До применения аргоно-дуговой сварки двойной сплав АМ503 (Mg—1,5% Mn) использовался достаточно широко, так как хорошо сваривался кислородо-ацетиленовой сваркой с применением хлористых флюсов. Сплав обладает хорошей коррозионной стойкостью при ускоренных испытаниях в соляном растворе, в связи с чем считается коррозионностойким сплавом.
Деформированные полуфабрикаты, изготовленные из этого сплава, характеризуются средней прочностью. Однако для работы при нормальных температурах в качестве конструкционного материала сплавы системы магний- марганец в настоящее время не используются. Сплавы магния, легированные сравнительно небольшим количеством марганца (0,75%), представляют интерес для атомной промышленности.

Эта группа сплавов включает сплав AZ31, применяемый для изготовления листов средней прочности, сплав AZM (Mg — 6% Al — 1% Zn — 0,3% Mn), применяемый для изготовления высокопрочных прессованных и кованых полуфабрикатов, и сплав AZ855, используемый для производства поковок. Последний сплав имеет такой же химический состав, как и литейный сплав А8.
Сплав AZ31 является наиболее легированным деформированным магниевым сплавом, обладающим приемлемым сопротивлением коррозионному растрескиванию. Однако сварные конструкции, изготовленные из данного сплава, нуждаются в отжиге после сварки для снятия остаточных напряжений. Сплав обладает средней прочностью, более низкой, чем сплав AZ61, который в течение некоторого времени использовался в качестве листового материала в США. По сравнению с высокопрочными Mg—Zr сплавами сплав AZ31 более легко прокатывается до листов малой толщины.
В США применяют сплав AZ31A (FS1), содержащий до 0,15% кальция, добавляемого в сплав для улучшения прокатываемости. Имеется также модификация указанного сплава — сплав AZ31C (FSl—W), содержание кальция в котором не превышает 0,04%. Сплав AZ31B, не содержащий кальция, и сплав AZ31C, содержащий кальций на нижнем пределе, имеют промышленное применение.

Сплав AZM (Mg — 6% Al — 1 % Zn — 0,3% Mn) является основным стандартным магниевым сплавом в Англии, обладающим достаточно высокой прочностью и используемым для изготовления прессованных полуфабрикатов. В США для изготовления прессованных изделий в основном используют сплав AZ3IB.
Для изготовления поковок используют сплавы AZM и AZ855 (Mg—8% Al — 0,5% Zn — 0,3% Mn). Сплавы AZMи AZ855 перед ковкой предпочтительно предварительно отпрессовать, чтобы разрушить сетку интерметаллидов по границам зерен и тем самым уменьшить до минимума склонность к горячеломкости. Однако слитки диаметром 300 мм, полученные полунепрерывным литьем, могут быть прокованы в литом состоянии после неполной гомогенизации в том случае, если размер зерен тщательно контролировали.
Сплав AZ855 даже после предварительного прессования практически невозможно деформировать на молоте или механическом прессе, в то время как сплав AZM обладает большей способностью к деформации при тех же условиях.

Для изготовления листов, эксплуатируемых при комнатной температуре, применяют два магниевых сплава, содержащих цирконий: сплав ZW3 (Mg — 3% Zn — 0,6% Zr), недостатком которого является плохая свариваемость, и модификацию этой композиции — сплав ZWl (Mg — 1,25% Zn — 0,6% Zr), в котором улучшенная свариваемость достигнута за счет снижения содержания цинка, что привело, однако, к некотором) уменьшению прочностных характеристик. Помимо повышенной прокатываемости, эти сплавы в отличие от сплава AZ31 обладают большим сопротивлением росту зерна и меньше разупрочняются при горячей обработке давлением или отжиге. Сварные конструкции из сплава ZW1 не требуют отжига для снятия остаточных напряжений.
В Англии наиболее распространенным сплавом системы Mg—Zr для получения прессованных изделий является сплав ZW3, хотя в некоторых случаях применяют также сплав ZW6, соответствующий американскому сплав) ZК60 Механические свойства сплава ZW6 могут быть несколько повышены путем термической обработки. Для получения сварных трубчатых конструкций используют менее прочный сплав ZW1. Трубы, изготовленные из сплава ZW1, обладают повышенной пластичностью по сравнению со сплавом AZM (рис. 126). Магниевые сплавы, содержащие цирконий, имеют более высокую прочность при сжатии по сравнению со сплавами AZM (AZ61) и AZ855 (AZ80).

Сплав ZW3 обладает значительно более высокой деформируемостью при ковке по сравнению с магниевыми сплавами, легированными алюминием Поковки из сплава ZW3 обычно изготавливают на молоте или прессе непосредственно из литой заготовки, полученной методом полунепрерывного литья, за исключением тех случаев, когда для удобства производства заготовку предварительно отпрессовывают в виде прутка небольшого диаметра.