title-icon
Яндекс.Метрика
» » Maгний-цирконий

Maгний-цирконий

Наиболее сильное влияние на измельчение зерна цирконий оказывает в магнии. Размер зерна обычного чистого магния, отлитого в кокиль, колеблется примерно от 2 мм и выше, в то время как такой же металл с добавкой 0,65% Zr, полученный в виде массивного слитка размерами 1770x510x510 мм, имеет размер зерна от 0,05 до 0,15 мм. Эти сплавы обладают весьма высокими механическими и физическими свойствами. Как в литом, так и в обработанном виде они имеют более высокий условный предел текучести, чем другие промышленные магниевые сплавы, а также обладают высоким пределом прочности и хорошим удлинением. Два из этих сплавов обладают отличными свойствами при умеренно высоких температурах, будучи практически устойчивыми против ползучести при температуре 200°.
Высокопрочный сплав марки Электрон Z5Z считается наиболее пригодным для конструкционных целей. Он содержит 4,5% Zn и 0,6—0,7% Zr, остальное—магний. В литом состоянии сплав имеет условный предел текучести 12—14 кг/мм.2 по сравнению с 7—8 кг/мм2 для старых магниевоалюминиевых сплавов. После обработки условный предел текучести сплава может возрасти до 30 кг/мм2. Сплав пригоден для конструкций, работающих при температурах до 150°.
Сплав Электрон ZRE 1 имеет состав: 2,5% Zn, 2,5% редкоземельных металлов, 0,6% Zr, остальное — магний. Он практически устойчив против ползучести при 200° и может применяться даже при более высоких температурах. Этот сплав предназначается в первую очередь для работы при повышенной температуре и применяется в ряде крупных и ответственных отливок деталей реактивных двигателей. Сплав марки MCZ, содержащий 3% редкоземельных металлов, 0,6% Zr и остальное — магний, является другим сплавом, пригодным для использования при температуре 200°. Сплавы, содержащие редкие земли, замечательны также своей высокой степенью непроницаемости под давлением благодаря полному отсутствию пористости. Сплав ZW3 состава — 3,0% Zn, 0,7% Zr, остальное — магний и сплав ZW2, содержащий цинка на 1 % меньше, являются поддающимися обработке сплавами общего назначения для ответственных деталей. Эти сплавы обладают отличной способностью к деформированию в сочетании с высокой устойчивостью против коррозии.
В литературе описаны различные методы введения циркония в магний. Фон Цеппелин составлял смесь черыреххлористого циркония и других солей с магнием, но, как указывает Вильямс, этот способ производства сплавов Электрон оказался неудовлетворителен, так как в результате реакции образовывались мелкие включения хлорида магния. Удовлетворительные результаты были получены путем добавки металлического циркония к магнию, нагретому до температуры 900—1000° в атмосфере аргона. Поскольку такой метод слишком дорог для применения в промышленном масштабе, то для введения циркония были испробованы фтористый цирконий и фтороцирконаты. Вильямс заявляет, что фтористые соли легче восстановимы, чем хлористые.
Сплавление циркония с магнием исследовалось Саундерсом и Стритером. Эти исследователи применяли ряд материалов, содержащих цирконий, включая различные виды металлического циркония, хлористый цирконий, фтористый цирконий и лигатуру. Металлический цирконий применялся в виде циркониевой губки, сплавленного циркония, иодидного циркония, прокатанного в лист толщиной 0,12 мм, и циркониевого порошка (брикетированного, брикетированного и спеченного, заключенного в газонепроницаемые магниевые капсули и брикетированного с порошком магния).
Четыреххлористый цирконий вводился в брикетированном виде с добавкой хлористого калия или без нее, или с добавкой смеси хлористого калия и хлористого натрия.
Четырехфтористый цирконий добавлялся в виде брикетированного порошка, в смеси с другими фторидами и с хлористым калием. Вместе с другими хлоридами применялись фтороцирконаты калия — K2ZrF6 и ZrF4KF. Большая часть работ была проведена со смесью, состоящей из K2ZrF6 и 20—50% хлористого калия.
Было исследовано также несколько лигатур циркония, включая лигатуры 60—40 ZrMg, 28—71 Zr—Mg, 14—70 ZrZn и ферро-цирконий.
Ферроцирконий использовался для проверки того факта, что железо осаждает цирконий из магниевого расплава и, как это ожидалось, растворенного циркония в конечном сплаве не было. Наилучшие результаты были получены с лигатурой, изготовленной путем восстановления четыреххлористого циркония магнием. Эта лигатура приготовлялась путем взаимодействия магния при температуре 760° с четырехкратным по весу количеством флюса, содержавшего 50% четыреххлористого циркония и 50% хлористого калия. Полученный сплав содержал от 30 до 50% Zr, остальное — магний, если не считать небольшого количества остаточных хлоридов. Окончательный вывод сводится к тому, что некоторые из исследованных материалов могут быть использованы для производства магниево-циркониевых сплавов. Циркониевая губка оказалась удовлетворительной, но трудной для растворения. Применение сплавленного металла и тонких листов не дало успеха, также не дала положительных результатов и ни одна из порошковых добавок. Добавки хлоридов оказались вполне эффективными, но требовали затраты большого количества материала. Каких-либо замечаний о загрязнении хлоридом готового сплава не имеется. Добавка фторидов оказалась менее эффективной, чем добавка хлоридов, и требовала более высоких температур сплавления.
Лигатуры циркония, особенно полученные путем реакции четыреххлористого циркония с магнием, представляются наиболее подходящими для изготовления сплавов циркония с магнием. Однако при этом необходимо принимать во внимание их стоимость.

title-icon Подобные новости