Магниевый сплав

Рисунок 1: Количество научных статей с терминами AZ91 или AZ31 в аннотации.

Корпус камеры Samsung NX1 из магниевого сплава.

Сплавы магния представляют собой смеси магния (самого легкого конструкционного металла) с другими металлами (называемыми сплавами ), часто алюминием , цинком , марганцем , кремнием , медью , редкоземельными элементами и цирконием . Сплавы магния имеют гексагональную структуру решетки, что влияет на фундаментальные свойства этих сплавов. Пластическая деформация гексагональной решетки более сложна, чем у металлов с кубической решеткой, таких как алюминий, медь и сталь ; поэтому магниевые сплавы обычно используются в качестве литых сплавов, но с 2003 года исследования деформируемых сплавов стали более обширными. Литые магниевые сплавы используются для изготовления многих компонентов современных автомобилей и в некоторых высокопроизводительных транспортных средствах ; литой магний также используется для изготовления корпусов фотоаппаратов и компонентов объективов .

Преобладающие в промышленности магниевые сплавы содержат алюминий (от 3 до 13 процентов). Другой важный сплав содержит Mg, Al и Zn. Некоторые из них можно закалить путем термической обработки .

Все сплавы могут использоваться для более чем одной формы продукта, но сплавы AZ63 и AZ92 чаще всего используются для литья в песчаные формы , AZ91 для литья под давлением , а AZ92 обычно используются для литья в постоянные формы (в то время как AZ63 и A10 иногда также используются в последних формах). приложение тоже). Для поковок чаще всего используется AZ61, причем здесь применяется сплав М1, где требуется низкая прочность, и AZ80, для максимальной прочности. Для экструзии широкий ассортимент профилей, прутков и труб изготавливается из сплава М1 там, где достаточно низкой прочности или где сварка планируется с отливками М1. Сплавы AZ31, AZ61 и AZ80 применяют для экструзии в указанном порядке, где повышение прочности оправдывает их повышенную относительную стоимость.

Магнокс (сплав) , название которого является аббревиатурой от «неокисляющий магний», состоит на 99% из магния и на 1% из алюминия и используется в оболочке топливных стержней в магнокса ядерных энергетических реакторах .

Сплавы магния обозначаются короткими кодами (определенными в ASTM B275), которые обозначают приблизительный химический состав по весу. Например, AS41 содержит 4% алюминия и 1% кремния; AZ81 состоит из 7,5% алюминия и 0,7% цинка. Если присутствует алюминий, почти всегда также присутствует компонент марганца в количестве около 0,2% по весу, который служит для улучшения зернистой структуры; если алюминий и марганец отсутствуют, для этой же цели обычно присутствует цирконий в количестве около 0,8%. Магний является легковоспламеняющимся материалом, и с ним следует обращаться осторожно.

Обозначение

АСТМ	Б275
А	Алюминий
Б	Висмут
С	Медь
Д	Кадмий
И	Редкие земли
Ф	Железо
ЧАС	Торий
Дж	Стронций
К	Цирконий
л	Литий
М	Марганец
Н	Никель
П	Вести
вопрос	Серебро
Р	Хром
С	Кремний
Т	Полагать
V	Гадолиний
В	Иттрий
Х	Кальций
И	Сурьма
С	Цинк

Названия магниевых сплавов часто обозначаются двумя буквами, за которыми следуют две цифры. Буквы обозначают основные легирующие элементы (А = алюминий, Z = цинк, М = марганец, S = кремний). Цифрами указаны соответствующие номинальные составы основных легирующих элементов. Например, маркировка AZ91 обозначает магниевый сплав, содержащий примерно 9 весовых процентов алюминия и 1 весовой процент цинка. Точный состав должен быть подтвержден на основе эталонных стандартов.

Система обозначения магниевых сплавов не так хорошо стандартизирована, как в случае сталей или алюминиевых сплавов; большинство производителей следуют системе, используя одну или две буквы префикса, две или три цифры и суффиксную букву. Буквы в префиксе обозначают два основных легирующих металла в соответствии со следующим форматом, разработанным в спецификации ASTM B275, как показано в таблице справа.

Алюминий, цинк, цирконий и торий способствуют дисперсионному твердению : марганец повышает коррозионную стойкость; а олово улучшает литейные качества. Алюминий является наиболее распространенным легирующим элементом. Цифры соответствуют округленному процентному содержанию двух основных элементов сплава и располагаются в алфавитном порядке по мере того, как составы становятся стандартными. Обозначение температуры практически такое же, как и в случае с алюминием. Использование –F, –O, –H1, –T4, –T5 и –T6. литье в песчаные формы и литье под давлением Для магниевых сплавов хорошо развиты , причем литье под давлением является наиболее популярным. Хотя магний примерно в два раза дороже алюминия, его процесс литья под давлением в горячей камере проще, экономичнее и на 40–50% быстрее, чем процесс литья под давлением в холодной камере, необходимый для алюминия. Поведение при формовании плохое при комнатной температуре, но большинство традиционных процессов можно выполнять, когда материал нагревается до температуры 450–700 ° F (232–371 ° C). Поскольку эти температуры легко достигаются и обычно не требуют защитной атмосферы, многие формованные и тянутые производятся изделия из магния. Обрабатываемость магниевых сплавов является лучшей по сравнению с любым коммерческим металлом, и во многих случаях экономия затрат на механическую обработку более чем компенсирует повышенную стоимость материала. Однако необходимо держать инструменты острыми и предусмотреть достаточно места для стружки. Магниевые сплавы можно сваривать точечной сваркой почти так же легко, как и алюминий, но перед формированием сварного шва необходима очистка щеткой или химическая очистка. Сварку плавлением легче всего осуществлять с использованием инертной защитной атмосферы аргона или газообразного гелия. Существует значительная дезинформация относительно опасности пожара при обработке магниевых сплавов. Это правда, что магниевые сплавы очень горючи, когда они находятся в мелкодисперсной форме, например, в виде порошка или мелкой стружки, и эту опасность никогда нельзя игнорировать. При температуре выше 800 °F (427 °C) для подавления горения необходима негорючая, бескислородная атмосфера. Операции литья часто требуют дополнительных мер предосторожности из-за реакционной способности магния с песком и водой в листовой, брусковой, экструдированной или литой форме; однако магниевые сплавы не представляют реальной пожароопасности.

Сплавы, содержащие торий, обычно не используются, поскольку содержание тория более 2% требует обращения с компонентом как с радиоактивным материалом, хотя торированный магний, известный как Mag-Thor, использовался в военной и аэрокосмической промышленности в 1950-х годах. Аналогичным образом, использование урансодержащих сплавов сократилось до такой степени, что обозначение ASTM B275 «G» больше не входит в стандарт.

Магниевые сплавы используются как для литых, так и для кованых деталей, причем алюминийсодержащие сплавы обычно используются для литья, а цирконийсодержащие - для поковок; Сплавы на основе циркония могут использоваться при более высоких температурах и популярны в аэрокосмической отрасли.

Сплавы магний+иттрий+редкоземельные+цирконий, такие как WE54 и WE43 (последний с составом Mg 93,6%, Y 4%, Nd 2,25%, 0,15% Zr), могут работать без ползучести при температуре до 300°C и достаточно устойчивы к коррозии. .

Торговые названия иногда ассоциировались со сплавами магния. Примеры:

• Электронный
• Магнокс
• величия
• Маг-Тор
• Металл 12
• Бирмабрайт
• Магналиум

Литые сплавы

магниевой отливки Условное напряжение обычно составляет 75–200 МПа, предел прочности 135–285 МПа и удлинение 2–10%. Типичная плотность 1,8 г/см. ³ а модуль Юнга составляет 42 ГПа. Наиболее распространенными литейными сплавами являются:

АЗ63

АЗ81

АЗ91

АМ50

АМ60

ЗК51

ЗК61

ZE41

ZC63

НК31

HZ32

QE22

QH21

МЫ54

МЫ43

Электронный 21

Деформируемые сплавы

Условное напряжение деформируемого магниевого сплава обычно составляет 160-240 МПа, предел прочности при растяжении составляет 180-440 МПа, а удлинение составляет 7-40%. Наиболее распространенными деформируемыми сплавами являются:

AZ31

АЗ61

АЗ80

Электронный 675

ЗК60

М1А

НК31

ХМ21

ZE41

ZC71 ZM21 AM40 AM50 AM60 K1A M1 ZK10 ZK20 ZK30 ZK40

Деформируемые магниевые сплавы имеют особую особенность. Их прочность на сжатие меньше прочности на растяжение. После формовки деформируемые магниевые сплавы имеют волокнистую текстуру в направлении деформации, что повышает предел прочности при растяжении. При сжатии прочность меньше из-за двойников кристаллов . что происходит легче при сжатии, чем при растяжении в магниевых сплавах из-за гексагональной структуры решетки.

Экструзии быстрозатвердевших порошков достигают прочности на разрыв до 740 МПа благодаря их аморфному характеру. что в два раза прочнее, чем самые прочные традиционные магниевые сплавы, и сравнимо с самыми прочными алюминиевыми сплавами .

Таблица составов

Название сплава	Доля (%)					Другие металлы	Примечания
	мг	Ал	Зн	И	Мин.
АЕ44	92	4	-	-	-	4% смешанный металл	Мишметалл — сплав редкоземельных элементов, содержащий примерно 50% церия и 25% лантана.
AJ62A	89.8–91.8	5.6–6.6	0.2	0.08	0.26–0.5	2,1–2,8 % Sr, <0,1 % каждого из Be, Cu, Fe, Ni	Высокотемпературный двигатель из магниевого сплава
МЫ43	93.6	-	-	-	-	Y 4%, Nd 2,25%, 0,15% Zr	Используется в самолетах и ​​высокопроизводительных транспортных средствах, предел прочности 250 МПа.
АЗ81	91.07	8.11	0.64	-	0.18		-
АЗ31Б	96	2.5–3.5	0.7–1.3	<0,05	0.2	?	Деформируемый сплав, хорошая прочность и пластичность, устойчивость к коррозии, свариваемость, экструзия.
AMCa602	91.5	6	0.1	-	0.35	2% Са	Негорючий магниевый сплав
АМ60	93.5	6	0.1	-	0.35	-	-
АЗ91	90.8	8.25	0.63	0.035	0.22	С – 0,003; Фе – 0,014; Бэ – 0,002	Используется для литья под давлением.
QE22	-	-	-	-	-	2,5% Ag, 2% RE, 0,6% Zr
Магнокс (Ал 80)	99.2	0.8	-	-	-	-	Неокислительный магниевый сплав

Характеристики

Особые преимущества магния аналогичны преимуществам алюминиевых сплавов: низкий удельный вес при удовлетворительной прочности. Магний имеет преимущества перед алюминием, поскольку имеет еще меньшую плотность (≈ 1,8 г/см). ³ ), чем алюминий (≈ 2,8 г/см ³ ). Механические свойства магниевых сплавов обычно ниже, чем у самых прочных алюминиевых сплавов.

Отношение прочности к весу дисперсионно-твердеющих магниевых сплавов сравнимо с прочностными сплавами алюминия или легированными сталями. Однако магниевые сплавы имеют меньшую плотность, выдерживают большую нагрузку колонны на единицу веса и имеют более высокий удельный модуль . Они также используются, когда не требуется большая прочность, но желательна толстая и легкая форма или когда более высокая жесткость необходима . Примерами являются сложные отливки, такие как корпуса или корпуса самолетов, а также детали быстро вращающихся или возвратно-поступательных машин. Такие применения могут вызвать циклическое двойникование и раздваивание кристаллов, что снижает предел текучести при изменении направления нагрузки.

Прочность магниевых сплавов снижается при повышенных температурах; температура до 93 ° C (200 ° F) приводит к значительному снижению предела текучести. Улучшение жаропрочных свойств магниевых сплавов — активное направление исследований, дающее многообещающие результаты.

Сплавы магния демонстрируют сильную анизотропию и плохую формуемость при комнатной температуре из-за их гексагональной плотноупакованной кристаллической структуры, что ограничивает практические режимы обработки. скольжение дислокаций по базису и механическое двойникование кристаллов При комнатной температуре единственными действующими механизмами деформации являются ; наличие двойников дополнительно требует благоприятных особых условий нагрузки. По этим причинам обработку магниевых сплавов необходимо проводить при высоких температурах, чтобы избежать хрупкого разрушения.

Высокотемпературные свойства магниевых сплавов актуальны для автомобильной и аэрокосмической промышленности, где замедление ползучести играет важную роль в сроке службы материала. Сплавы магния обычно имеют плохие свойства ползучести; этот недостаток объясняется добавками растворенных веществ, а не магниевой матрицей, поскольку чистый магний демонстрирует такой же срок ползучести, как и чистый алюминий, но магниевые сплавы демонстрируют меньший срок ползучести по сравнению с алюминиевыми сплавами. Ползучесть магниевых сплавов происходит главным образом за счет дислокационного скольжения , активированного поперечного скольжения и зернограничного скольжения . Было показано, что добавление небольших количеств цинка в сплавы Mg-RE увеличивает срок службы ползучести на 600% за счет стабилизации выделений как на базальной, так и на призматической плоскостях за счет локального повышения жесткости связей. Эти разработки позволили использовать магниевые сплавы в автомобильной и аэрокосмической промышленности при относительно высоких температурах. На микроструктурные изменения при высоких температурах также влияет динамическая рекристаллизация в мелкозернистых магниевых сплавах.

Индивидуальный вклад гадолиния и иттрия в старение и жаропрочность магниевых сплавов, содержащих оба элемента, исследован на сплавах, содержащих различные мольные соотношения Gd:Y 1:0, 1:1, 1:3 и 0:1 с постоянной Содержание Y+Gd 2,75 мол.%. Все исследованные сплавы демонстрируют заметное старение за счет выделения β-фазы с кристаллической структурой DO19 и β-фазы с кристаллической структурой BCO даже при температурах старения выше 200 °C. Оба осадка наблюдаются в образцах пикового возраста. Выделения, способствующие старению, мелкие, и их количество увеличивается по мере увеличения содержания Gd, что приводит к увеличению максимальной твердости, прочности на разрыв и 0,2% условного напряжения, но к уменьшению удлинения. С другой стороны, более высокое содержание Y увеличивает удлинение сплавов, но приводит к снижению прочности.

Несмотря на активную природу металла, магний и его сплавы обладают хорошей стойкостью к коррозии на воздухе при СТП. Скорость коррозии медленнее по сравнению с коррозией мягкой стали в той же атмосфере. Погружение в соленую воду является проблематичным, но значительное улучшение устойчивости к коррозии в соленой воде было достигнуто, особенно для деформируемых материалов, за счет снижения некоторых примесей, особенно никеля и меди, до очень низких пропорций. или с использованием соответствующих покрытий.

Изготовление

Горячая и холодная работа

Магниевые сплавы быстро затвердевают при любом виде холодной обработки, и поэтому их нельзя подвергать холодной штамповке без повторного отжига . Резкое сгибание, вращение или вытягивание необходимо выполнять при температуре от 500 до 600 °F (от 260 до 316 °C), хотя плавное сгибание больших радиусов можно выполнять и в холодном состоянии. Медленное формование дает лучшие результаты, чем быстрое формование. на прессе Ковка предпочтительнее ковки на молоте, поскольку пресс обеспечивает большее время текучести металла. Диапазон ковки пластика составляет от 500 до 800 °F (от 260 до 427 °C). Металл, обработанный вне этого диапазона, легко ломается из-за отсутствия доступных механизмов деформации.

Кастинг

применяют магниевые сплавы, особенно дисперсионно-твердеющие При литье . в песок, постоянные формы и литья Используются методы кокиль, но литье из парижского гипса еще не доведено до совершенства. Отливка песка в формы из сырого песка требует особой техники, поскольку магний вступает в реакцию с влагой песка, образуя оксид магния и высвобождая водород. Оксид образует на поверхности отливки почерневшие участки, называемые ожогами, а выделившийся водород может вызвать пористость. Ингибиторы, такие как сера, борная кислота, этиленгликоль или фторид аммония, смешиваются с влажным песком, чтобы предотвратить реакцию. Для всех форм с гравитационной подачей требуется очень высокий столб расплавленного металла, чтобы давление было достаточно большим, чтобы вытеснить пузырьки газа из отливки и заставить металл захватывать детали формы. Толщина стенки отливки в большинстве случаев должна составлять не менее 5/32 дюйма. На всех входящих углах необходимо предусмотреть очень большие галтели, поскольку концентрация напряжений в магниевых отливках особенно опасна. Отливки в постоянных формах изготавливаются из тех же сплавов и имеют примерно те же физические свойства, что и отливки в песчаные формы. Поскольку усадка магния при затвердевании примерно такая же, как и у алюминия, алюминиевые формы часто можно адаптировать для изготовления отливок из магниевого сплава (хотя может потребоваться замена литника). Литье в холодной камере под давлением используется для серийного производства мелких деталей. Быстрое затвердевание, вызванное контактом жидкого металла с холодной матрицей, позволяет получить отливку плотной структуры с превосходными физическими свойствами. Качество обработки и точность размеров очень хорошие, а механическая обработка необходима только там, где требуется предельная точность. Обычно эти отливки не подвергаются термической обработке.

Сварка, пайка и клепка

Многие стандартные магниевые сплавы легко свариваются с помощью оборудования для газовой или контактной сварки, но не могут быть разрезаны кислородной горелкой. Сплавы магния не сваривают с другими металлами, поскольку могут образовываться хрупкие интерметаллические соединения или потому, что сочетание металлов может способствовать коррозии. Если две или более деталей сварены вместе, их составы должны быть одинаковыми. Пайка магниевых сплавов целесообразна только для заделки поверхностных дефектов деталей. Припои еще более агрессивны, чем алюминий, и детали никогда не должны выдерживать нагрузку. В заклепочных соединениях конструкций из магниевых сплавов обычно используются заклепки из алюминия или алюминиево-магниевого сплава. Магниевые заклепки используются не часто, поскольку их необходимо забивать в горячем состоянии. Отверстия для заклепок следует просверливать, особенно в толстых листах и ​​экструдированных профилях, поскольку перфорация имеет тенденцию придавать неровный край отверстию и вызывать концентрацию напряжений.

Обработка

Особая привлекательность магниевых сплавов заключается в их исключительно хороших свойствах механической обработки , в этом отношении они превосходят даже латунь при завинчивании. Мощность, необходимая для их резки, невелика, и могут использоваться чрезвычайно высокие скорости (в некоторых случаях 5000 футов в минуту). Лучшие режущие инструменты имеют специальную форму, но можно использовать инструменты для обработки других металлов, хотя и с несколько меньшей эффективностью. Когда магний режется на высокой скорости, инструменты должны быть острыми и постоянно резать. Тупые, волочащиеся инструменты, работающие на высокой скорости, могут выделять достаточно тепла, чтобы воспламенить мелкую стружку. Поскольку стружка и пыль от шлифования могут представлять опасность возгорания, шлифование следует проводить с использованием охлаждающей жидкости или с помощью устройства для концентрации пыли под водой. Магниевую шлифовальную машину не следует использовать также для черных металлов, так как искра может воспламенить скопившуюся пыль. Если возникнет возгорание магния, его можно потушить чугунной стружкой, сухим песком или другими материалами, специально приготовленными для этой цели. Никогда не следует использовать водные или жидкостные огнетушители, поскольку они способствуют рассеиванию огня. На самом деле воспламенить магниевую стружку и пыль гораздо труднее, чем обычно полагают, и по этой причине они не представляют больших трудностей при механической обработке. Специальные методы, которые необходимо использовать при производстве магния (обработка, литье и соединение), значительно увеличивают производственные затраты. При выборе между алюминием и магнием или конкретной деталью базовая стоимость металла может не дать большого преимущества ни тому, ни другому, но обычно производственные операции делают магний более доступным. Вероятно, не существует группы сплавов, для которых экструзия была бы более важной, чем для этих, поскольку сравнительно крупнозернистая структура литого материала делает большинство из них слишком восприимчивыми к растрескиванию, чтобы их можно было обрабатывать другими способами до тех пор, пока не будет придана достаточная деформация. для очистки зерна. Поэтому, за исключением одного или двух мягких сплавов, механическая обработка всегда является предварительным этапом перед другими процессами формования.

Горячая экструзия

Чистого магния экструдируют не так уж и много , так как он имеет несколько плохие свойства, особенно в отношении его испытательного напряжения. В настоящее время наибольшее беспокойство вызывают легирующие элементы: алюминий, цинк, церий и цирконий; Обычно также присутствует марганец, поскольку, хотя он и мало влияет на прочность, он выполняет ценную функцию повышения коррозионной стойкости. Один важный бинарный сплав, содержащий до 2,0% марганца, широко используется для производства листового проката. Он сравнительно мягок, его легче экструдировать, чем другие сплавы, а также он является одним из немногих, который можно прокатывать непосредственно без предварительного экструзии. В Великобритании экструзии производятся из заготовок диаметром 2,87–12 дюймов (73–305 мм). На прессах различной мощности в диапазоне 600-3500 тонн; нормальное максимальное давление на заготовку составляет 30-50 тонн/кв. В США химическая компания Dow недавно установила пресс усилием 13 200 тонн, способный обрабатывать заготовки диаметром до 32 дюймов. Техника экструзии в целом аналогична технологии экструзии сплавов на основе алюминия, но, по мнению Уилкинсона и Фокса, конструкция матрицы требует особого внимания, и, в по их мнению, следует использовать короткую длину подшипников и острые входы в матрицу. Экструзия труб из сплавов AM503, ZW2 и ZW3 теперь производится с помощью мостовых матриц. (Сплавы, содержащие алюминий, свариваются неудовлетворительно.) В отличие от прежней практики использования расточенных заготовок, сейчас при экструзии труб большого диаметра из сплава ZW3 используется прошивка на оправке.

Жесткость сплавов при экструзии увеличивается пропорционально количеству содержащихся в них упрочняющих элементов, и используемая температура обычно тем выше, чем больше их количество. На температуру заготовок также влияет размер секций: при сильном обжатии она выше, но обычно находится в диапазоне 250–450 ° C (482–842 ° F). Температура контейнера должна быть идентична температуре заготовки или немного выше ее. Предварительный нагрев заготовок должен осуществляться равномерно, чтобы обеспечить, насколько это возможно, гомогенную структуру за счет абсорбции соединений, таких как Mg4Al, присутствующих в сплавах.

Фокс отмечает, что это также применимо и к алюминиевым сплавам. Важна исходная структура заготовки, поэтому стоит использовать методы литья, обеспечивающие мелкое зерно. В крупнозернистом материале присутствуют более крупные частицы соединений, которые менее легко растворяются и имеют тенденцию вызывать градиент раствора. В магниевых сплавах это вызывает внутренние напряжения, поскольку растворение сопровождается небольшой усадкой, а также может влиять на равномерность реакции на последующую термообработку.

Бинарный магниево-марганцевый сплав (AM505) легко экструдируется при низких давлениях в диапазоне температур от 250 до 350 °C (от 482 до 662 °F). Фактическая используемая температура зависит от степени обжатия и длины заготовки, а не от желаемых свойств. которые относительно нечувствительны к условиям экструзии. Хорошее состояние поверхности экструзии достигается только при высоких скоростях, порядка 15–30 метров (от 49 до 98 футов) в минуту.

При использовании сплавов, содержащих алюминий и цинк, и особенно сплавов с более высоким содержанием алюминия, таких как AZM и AZ855, на высоких скоростях возникают трудности из-за горячекороткости. В условиях, приближающихся к равновесию, магний способен растворить около 12% алюминия, но в литых заготовках предел растворимости обычно составляет 4-5 мас.%. Поэтому сплавы, содержащие 6 мас.% Al и более, содержат Mg4Al3, который образует эвтектику, плавящуюся при 435 °C. Температура экструзии может варьироваться от 250 до 400 °C (от 482 до 752 °F), но при более высоких значениях скорость ограничивается примерно 4 метрами (13 футов) в минуту. Непрерывная разливка повышает однородность этих сплавов, а водяное охлаждение матриц или конусный нагрев заготовок дополнительно облегчают их экструзию.

Внедрение сплавов магний-цинк-цирконий ZW2 и ZW3 представляет собой значительный прогресс в технологии магниевых сплавов по ряду причин. Они обладают высокой прочностью, но, поскольку не содержат алюминия, литая заготовка содержит лишь небольшое количество второй фазы. Поскольку температура солидуса повышается примерно на 100 °C (180 °F), риск термокороткости при относительно высоких скоростях экструзии значительно снижается. Однако механические свойства чувствительны к времени предварительного нагрева заготовки, температуре и скорости экструзии. Длительное время предварительного нагрева, а также высокие температуры и скорости обеспечивают свойства, аналогичные свойствам старых алюминийсодержащих сплавов. Время нагрева должно быть коротким, а температуры и скорости низкими для получения высоких температур. характеристики. Увеличение содержания цинка до 5 или 6 мас.%, как в американских сплавах ZK60 и ZK61, снижает чувствительность к скорости экструзии в отношении механических свойств.

Легирование цирконийсодержащих материалов было серьезной проблемой при их разработке. Обычно цирконий добавляют из соли, и тщательный контроль может дать хорошие результаты. Компания Dominion Magnesium Limited в Канаде разработала метод добавления обычным способом через лигатуру.

Объяснение низкой скорости экструзии, необходимой для успешной экструзии некоторых магниевых сплавов, не лежит вне причин, выдвинутых для других металлов. Альтвикер считает, что наиболее существенная причина связана. Со степенью восстановления кристаллов после деформации, которая менее полна при быстром приложении работы, что приводит к увеличению напряжений и исчерпанию способности кристаллов к скольжению. Это заслуживает внимания, поскольку скорость рекристаллизации варьируется от одного металла к другому и в зависимости от температуры. Также фактом является то, что металл, обработанный в том, что считается его рабочим диапазоном, часто может проявлять заметное нагартование, если его закалить сразу после деформации, что показывает, что временная потеря пластичности может легко сопровождать быструю обработку.

Дальнейшее развитие сплава

Скандий и гадолиний пробовались в качестве легирующих элементов; сплав с 1% марганца, 0,3% скандия и 5% гадолиния обеспечивает почти идеальное сопротивление ползучести при 350°С. Физический состав этих многокомпонентных сплавов сложен, с образованием пластинок интерметаллидов, таких как Mn ₂ Sc. Было показано, что добавление цинка в сплавы Mg-РЗЭ значительно увеличивает срок службы ползучести за счет стабилизации выделений РЗЭ. Эрбий также рассматривался как добавка.

Сплавы магния и лития

Добавление 10% лития к магнию дает сплав, который можно использовать в качестве улучшенного анода в батареях с катодом из диоксида марганца. Сплавы магния и лития, как правило, мягкие и пластичные, их плотность составляет 1,4 г/см. ³ привлекателен для космических применений.

Негорючие магниевые сплавы

Добавление 2% кальция по массе к магниевому сплаву AM60 приводит к образованию негорючего магниевого сплава AMCa602. Более высокая реакционная способность кальция к окислению приводит к образованию слоя оксида кальция до воспламенения магния. Температура воспламенения сплава повышается на 200–300 К. Для операций механической обработки не требуется бескислородная атмосфера.