Стійкий до повзучості магнієвий сплав

1. Сплав на основі магнію, який містить, мас.%: неодим 1,4 – 1,9 рідкісноземельний елемент або елементи, крім неодиму 0,8 – 1,2 цинк 0,4 – 0,7 цирконій 0,3 – 1 магній решта, за винятком випадкових домішок. 2. Сплав за п. 1, який відрізняється тим, що він додатково містить марганець в кількості не більше 0,3 мас. %. 3. Сплав за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що він додатково містить елемент-інгібітор або еле C2 2 UA 1 3 79971 сплавів, які використовують для багатьох цілей в сучасних військових літаках та космічних кораблях. Однак одним з обмежень, що заважають більш широкому використанню магнієвих сплавів, є те, що вони порівняно з алюмінієвими сплавами, як правило, мають гіршу стійкість до повзучості при високих температурах. Із зростанням потреб контролювання міжнародного споживання палива та зменшення шкідливих викидів в атмосферу підприємствавиробники автомобілів змушені розробляти машини з більшою паливною економічністю. Одним із шляхів досягнення цієї мети є зменшення загальної ваги машини. Більшу частину ваги будь-якої машини складає власне двигун, а найбільш значною частиною двигуна є блок циліндрів, який становить 20-25% загальної ваги двигуна. У минулі роки значного зменшення ваги досягали шляхом заміни традиційного чавунного блока циліндрів на блок з алюмінієвого сплаву, а додаткового зменшення, приблизно на 40%, можна було досягти, використовуючи магнієвий сплав, здатний витримувати температури та напруження, що створюються під час роботи двигуна. Однак перед тим, як можна буде розглядати життєздатну лінію виробництва блоків циліндрів з магнієвого сплаву, необхідна розробка такого сплаву, який поєднує необхідні механічні властивості при високих температурах та економічно ефективний процес виробництва. В останні роки пошук жаростійкого магнієвого сплаву був сфокусований, головним чином, на технології лиття у постійні форми під високим тиском (ЛПФВТ), і було розроблено декілька сплавів. ЛПФВТ розглядали як кращий варіант досягнення високих норм продуктивності, необхідних для компенсації можливої високої вартості основного магнієвого сплаву. ЛПФВТ, однак, необов'язково є кращим способом для виготовлення блока циліндрів і, фактично, більшість блоків циліндрів й досі виготовляють методом точного лиття самопливом або литтям у піщані форми під низьким тиском. Існують два основні класи магнієвих сплавів, які отримують литтям у піщані форми. (А) Сплави на основі бінарної системи магнійалюміній, часто з невеликими добавками цинку (Zn) для поліпшення міцності та рідкотекучості. Ці сплави мають відповідні механічні властивості при кімнатній температурі, але погані характеристики при високих температурах і не підходять для температур вище 150°С. Ці сплави не містять дорогих легуючи х домішок і їх широко застосовують в областях, де висока жароміцність не є необхідною умовою. (Б) Сплави, в яких зерна можна подрібнювати, додаючи цирконій (Zr). Більшу частину легуючих домішок в цій групі складають цинк, ітрій (Y), срібло (Ag), торій (Th) та рідкісноземельні елементи, наприклад неодим (Nd). В даному описі під визначенням "рідкісноземельний" слід розуміти будьякий елемент або комбінацію елементів з атомними номерами 57-71, тобто від лантану (La) до лютецію (Lu). При правильному виборі легуючи х домішок сплави в цій групі можуть виявляти відмінні 4 механічні властивості при кімнатній та високих температурах. Однак легуючі домішки, за винятком цинку, в межах цієї гр упи, в тому числі добавка, що подрібнює зерна, є дорогими, в результаті чого використання згаданих сплавів обмежується авіаційною галуззю. Розроблений в СРСР магнієвий сплав ML10 упродовж багатьох років використовували для литих деталей, застосовуваних у літаках при температурах до 250°С ML10 - це високоміцний магнієвий сплав, розроблений на основі системи MgNd-Zn-Zr. Сплав ML 19 додатково містить ітрій. В [роботі "Investigation of the Microstrncture and Properties of Castable Neodymium and YttriumBearing Magnesium Alloys at Elevated Temperatures" (Mukhina et al.), опублікованій в ж. "Science and Heat Treatment" (vol.39, 1997)], наведені типові композиції (у мас.%) сплавів ML 10 та ML 19: ML10 ML19 Nd 2,2-2,8 1,6-2,3 Υ 0 1,4-2,2 Zr 0,4-1,0 0,4-1,0 Zn 0,1-0,7 0,1-0,6 Mg решта решта при рівнях домішок. Fe