Ливарний сплав на основі магнію з підвищеною корозійною стійкістю

Реферат: UA 70527 U UA 70527 U 5 10 15 20 25 30 35 40 Корисна модель належить до області вишукування ливарних сплавів на основі магнію, які використовуються для виготовлення деталей приладів, машин і апаратів. Відомий сплав (1) на основі магнію що містить, мас. %: алюміній 7,5-9,0 марганець 0,15-0,5 цинк 0,2-0,8 магній решта. Істотним недоліком цього сплаву є низькі показники корозійної стійкості, а також міцності й пластичності. Відомий так само сплав (2), що містить, мас. %: алюміній 7,5-9,0 марганець 0,15-0,5 цинк 0,2-0,8 скандій 0,38-0,9 магній решта. До недоліків даного сплаву належить низька корозійна стійкість, недостатність необхідного рівня міцності й пластичності, при цьому наявність у складі скандію сильно здорожує виливки, виготовлені з даного сплаву. В основу корисної моделі поставлена задача розробки ливарного сплаву на основі магнію з підвищеною корозійною стійкістю, міцністю і пластичністю. Поставлена задача вирішується тим, що сплав на основі магнію додатково містить гафній і германій, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: алюміній 7,5-9,0 марганець 0,15-0,5 цинк 0,2-0,8 скандій 0,38-0,9 гафній 0,03-0,3 германій 0,03-0,3 магній решта. Саме сукупність цих компонентів та їх співвідношення забезпечують досягнення нового технічного результату - отримання ливарного сплаву на основі магнію, що має підвищену корозійну стійкість, міцність та пластичні властивості. Вирішується це тим, що при вмісту гафнію 0,03-0,3 % та германію в межах 0,03-0,3 %, утворюються дрібнодисперсні інтерметаліди, рівномірно розподілені по всьому перерізу металу, що підвищують корозійну стійкість та механічні властивості. Вплив германію та гафнію на корозійну стійкість обумовлений утворенням ними з алюмінієм менш активних гальванічних пар ніж пара магній-алюміній. Модифікуючий ефект гафнію і германію також обумовлений їх горофільними властивостями: у процесі кристалізації вони адсорбуються на поверхні зростаючих осей дендритів, гальмуючи ріст твердої фази, що приводить до здрібнювання литої структури. У процесі кристалізації, інтерметалідна фаза вичавлюється в міжосьовий об'єм здрібнених дендритів. При цьому вона стає рівномірно розподіленою по усьому перерізу металу. При вмісті германію менше 0,03 % і гафнію менше 0,03 % не відбувається здрібнювання дендритів та інтерметалідної фази внаслідок недостатньої кількості германію і гафнію. В результаті чого інтерметалідна фаза нерівномірно розподілена по об'єму металу, що приводить до незначного підвищення корозійної стійкості. Мала кількість германію і гафнію призводить до крихкості й погіршенню механічних властивостей. При вмісті германію більше 0,3 % і гафнію більше 0,3 %, у результаті абсорбції надлишкової кількості германію і гафнію на поверхні зростаючих дендритів при кристалізації, а також за рахунок нерівномірного розподілу в структурі інтерметалідної фази та зростання її розмірів, метал стає менш корозійностійким й погіршуються всі його властивості. Таким чином, нові ознаки при взаємодії з відомими ознаками забезпечують виявлення нових технічних властивостей - розроблено ливарний сплав на основі магнію, що забезпечує його підвищенні корозійну стійкість, міцність і пластичність. Для експериментальної перевірки сплав пропонованого составу й аналога виплавляли в індукційній тигельній печі типу ІПМ-500, рафінування розплаву флюсом ВІ-2 проводили в роздавальній печі. Готовий розплав порційно відбирали розливними ложками, у які вводили зростаючі присадки лігатур магній - германій і магній - гафній. Для порівняння, окремо, в готовий розплав вводили магній - скандієву лігатуру для одержання составу аналога. Отриманий метал 1 UA 70527 U 5 10 з різними варіантами присадок заливали в піщано-глинисту форму для одержання литих зразків за ДСТ 2839-94 і вивчення їх корозійної стійкості та механічних властивостей. Корозійні випробування проводили за ГОСТ 9.913-90 в водному розчині з вмістом 0,7 % NaCl при температурі 36±1,0 °С, стабільність якої забезпечувалась ультратермостатом УТ-15. Зразки перед розміщенням в розчини знежирювали етиловим спиртом. Через задану кількість діб (10, 20, 30) зразки виймалися з розчину, з їх поверхні видаляли продукти корозії хромовим ангідридом, у якому зразки витримували при температурі 18-25 °С протягом 1-5 хв. Після видалення продуктів корозії зразки промивали у проточній та дистильованій воді, висушували та зважували на вагах АДВ-200. Зразки для визначення корозійної стійкості та механічних властивостей досліджуваних сплавів піддавали термічній обробці по режиму Т6. Отримані результати досліджень представлено в таблицях 1, 2. Таблиця 1 Сплав 1. Аналог 2. 3. 4. 5. 6. Запропонований Аl 8,50 6,9 7,5 9,0 9,8 7,8 Μn 0,30 0,11 0,15 0,35 0,50 0,60 Вміст хімічних елементів, % Ζn Ge Hf 0,50 0,15 0,02 0,015 0,20 0,05 0,03 0,25 0,16 0,18 0,80 0,25 0,26 0,87 0,6 0,5 Sc 0,50 0,44 0,52 0,40 0,55 0,61 Mg решта решта решта решта решта решта 15 Таблиця 2 Сплав 1. Аналог 2. 3. 4. 5. 6. 20 25 Запропонований Корозійна стійкість, 2 (кг*м )/добу. 85,4 62,3 54,6 34,8 42,7 50,1 Механічні властивості Β, МПа , % 254,0 5,6 255,0 5,5 266,0 7,6 271,0 7,2 250,0 6,3 248,0 3,9 Аналіз проведених досліджень показав, що використання запропонованого сплаву дозволяє одержувати магнієві виливки з високою корозійною стійкістю та комплексом механічних властивостей, а також дозволяє зробити висновок про відповідність критерію «Промислова придатність». Джерела інформації: 1. ГОСТ 2856-79. Сплавы магниевые литейные. Марки. 2. Пат. 25055 Україна, МПК8 С22С 23/00. Сплав на основі магнію /Шаломєєв В.А., Цивірко Е.І., Жеманюк П.Д., Лукінов В.В., Лисенко Н.О., Клочихин В.В. - № 200702617; Заявл. 12.03.2007; Опубл. 25.07.2007. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 Сплав на основі магнію, що містить алюміній, марганець, цинк, скандій, який відрізняється тим, що додатково містить германій і гафній, при наступному співвідношенні компонентів, мас. % : алюміній 7,5 - 9,0 марганець 0,15 - 0,5 цинк 0,2 - 0,8 скандій 0,38 - 0,9 гафній 0,03 - 0,3 германій 0,03 - 0,3 магній решта. 2 UA 70527 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3