Структура, практика работы и основные направления деятельности «Кремниевой долины» (США)

     Сплавы  на основе магния. Классификация, состав, свойства, назначение, маркировка.

     Промышленные  магниевые литейные сплавы принадлежат  к трем системам: Mg — Al — Zn, Mg — Zn — Zr и Mg — P3M — Zr. Сплавы системы Mg — Al — Zn (МЛЗ, МЛ4, МЛ4пч, МЛ5, МЛ5пч, МЛ5он, МЛ6) имеют наибольшее распространение в промышленности. 
Алюминий и цинк повышают механические свойства сплавов (причем влияние алюминия сказывается сильнее, чем цинка), а марганец улучшает их коррозионную стойкость. Для снижения окисляемости в сплавы данной группы вводят бериллий (до 0,002 % при литье в песчаные формы и кокиль и до 0,01 % при литье под давлением). Сплавы системы Mg — Al — Zn могут упрочняться термической обработкой — закалкой и старением. Исключение составляет лишь сплав МЛЗ. Сплавы данной группы имеют более широкий интервал кристаллизации, чем сплавы на основе алюминия. Поэтому они имеют более низкие литейные свойства. Одной из характерных особенностей сплавов системы Mg — Al — Zn является наличие у них микрорыхлоты (неплотной структуры). Микрорыхлота понижает механические свойства и нарушает герметичность отливок. Из-за большого интервала кристаллизации сплавы системы Mg — Al — Zn склонны к образованию горячих трещин. 
Высокую герметичность из сплавов данной группы имеет сплав средней прочности МЛЗ. Он применяется для отливки деталей простой конфигурации и повышенной герметичности (арматура, детали корпусов насосов и др.). Сплав может быть также использован для изготовления деталей, испытывающих динамические нагрузки. Сплав МЛ4 обладает хорошей коррозионной стойкостью и ограниченной свариваемостью. Он склонен к образованию микрорыхлоты, имеет высокую горячеломкость и значительную усадку. По этим причинам его нельзя применять для литья в кокиль и литья под давлением. Основной способ литья сплава — в песчаные формы. Применяется для деталей, работающих в условиях высокой коррозионной стойкости, статических и динамических нагрузок (корпуса приборов, корпуса инструментов, штурвалы и др.). Используется также для протекторной защиты в судостроении. Отливки из сплава АЛ4пч (повышенной чистоты) имеют еще более высокую коррозионную стойкость и пластичность. Они могут работать в условиях высокой влажности, тропического и морского климата. Самый распространенный магниевый сплав МЛ5 имеет хорошие литейные, высокие механические и технологические свойства. Сплав применяется для получения нагруженных деталей в песчаных и оболочковых формах, а также при литье в кокиль и под давлением. 
Сплав МЛ5пч имеет меньше вредных примесей и поэтому более пластичен и коррозионно-стоек. Наоборот, сплав общего назначения МЛ5он имеет большую суммарную массовую долю примесей, чем МЛ5. Трудно перечислить все области применения сплава МЛ5 и его модификаций: от самолетостроения (детали управления и крыла, фермы шасси, корпуса агрегатов и приборов и т. д.) до товаров ширпотреба (корпуса фотоаппаратов, кинокамер, биноклей и т. д.).  Наиболее легированный сплав данной группы МЛ6 обладает наилучшими литейными свойствами, мало склонен к образованию горячих трещин. По сравнению со сплавом МЛ5 менее пластичен, но имеет лучшие упругие свойства. Предназначается для литья в песчаные формы и в кокиль при изготовлении высоконагруженных деталей, требующих повышенного предела текучести (детали приборов и аппаратуры и др.). 
Сплавы системы Mg — Zn — Zr (МЛ8, МЛ12, МЛ15). Сплавы данной группы содержат от 4 до 6,6 % цинка. Легирование цирконием измельчает зерно, уменьшает температурный интервал кристаллизации, а следовательно, улучшает механические и литейные свойства. Дополнительное легирование кадмием повышает прочность и улучшает технологические свойства. Добавки лантана несколько повышают жаропрочность, улучшают свариваемость, но понижают прочность и пластичность при комнатной температуре. 
По сравнению с предыдущей группой сплавы системы Mg — Zn — Zr имеют ряд преимуществ. Они обладают более высокими прочностными характеристиками. Измельчение структуры при введении циркония уменьшает чувствительность сплавов к толщине сечения отливки. Ввиду меньшего размера зерна величина микрорыхлот в отливках сплавов системы Mg — Zn — Zr меньше, чем в отливках из сплавов МЛ4 или МЛ5. 
Сплав МЛ12 обладает удовлетворительными литейными свойствами, позволяющими применять его для литья крупных отливок сложной конфигурации в песчаные формы и в кокиль. При высоком пределе текучести сплав более пластичен, чем сплавы марок МЛ5 и МЛ6. Это позволяет использовать его в условиях высоких статических и знакопеременных нагрузок. Недостатки сплава — плохая свариваемость и склонность к образованию горячих трещин при литье тонкостенных отливок. Предназначен для деталей, длительно работающих при температурах до 200°С и кратковременно до 250°С (реборды, барабаны колес и другие конструкции). 
Сплав МЛ8, легированный кадмием (0,2—0,8 %), обладает высокими механическими свойствами (превосходит сплав МЛ5 по пределу текучести почти в 2 раза). Высокие и однородные механические свойства дают возможность отливать из данного сплава сложные высоко-нагруженные отливки, работающие в условиях статических и знакопеременных нагрузок (кронштейны, качалки, реборды, барабаны колес и др.). Сплав МЛ 15, дополнительно легированный лантаном (0,6—1,2%), обладает высокой жаропрочностью, хорошей свариваемостью, имеет пониженную склонность к образованию рыхлот и горячих трещин. По прочности и пластичности при комнатной температуре уступает сплаву МЛ 12. Пригоден для отливки сложных крупногабаритных и каркасных деталей, требующих герметичности.  
Сплавы системы Mg — РЗМ — Zr. Сплавы системы Mg —РЗМ —Zr (МЛ9, МЛ 10, МЛН, МЛ19) относятся к жаропрочным магниевым сплавам и пригодны для длительной работы при 250—350°С и кратковременной работы при 300—400 °С. Для легирования сплавов из редкоземельных металлов наиболее широко используют неодим и в меньшей степени цериевый мишметалл (75 % Се и 25 % других РЗМ цериевой группы). Сплавы содержат также добавки цинка, иттрия и индия. Сплавы на основе Mg — Nd — Zr (МЛ9, МЛ 10, МЛ 19) сочетают достаточно хорошие механические свойства при комнатной температуре с высокой жаропрочностью, хорошими литейными и технологическими свойствами. Они дают плотные отливки с однородными механическими свойствами в сечениях разной толщины. 
Сплав МЛ 10 отличается высокой герметичностью. Он предназначается для нагруженных деталей различных конструкций, двигателей, приборов и агрегатов, требующих высокой герметичности, длительно работающих при температуре до 250 °С и кратковременно — до 350 °С. 
Самый жаропрочный промышленный магниевый сплав МЛ 19 легирован неодимом, иттрием, цирконием и цинком. По пределу длительной прочности за 100 ч он превосходит сплав МЛ 10 при 250 °С в 1,5 раза, а при 300 °С — в 2,5 раза. По пределу ползучести он превосходит самый распространенный сплав МЛ5 при 200 °С в 11 раз. Он применяется для деталей двигателей и приборов, длительно работающих до 300 °С и кратковременно — до 400 "С. 
Сплав МЛ9 также применяется для деталей двигателей и приборов, но его жаропрочность ниже, чем у сплава МЛ19. Он может длительно работать при 250—300 °С и кратковременно — при 350—400°С. Сплав МЛН, легированный цериевым мишметаллом, имеет пониженные механические свойства при комнатной температуре. Его технологические и литейные свойства близки сплавам с неодимом, отливки обладают повышенной герметичностью. Применяется для литых средненагруженных деталей, работающих при температуре до 250 "С, и деталей, требующих повышенной герметичности.