Файл: Вяткин И.П. Рафинирование и литье первичного магния.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 24.06.2024

Просмотров: 58

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

ся из раствора при затвердевании, приводит к образова­ нию пористости в отливках и ухудшает их механические и другие свойства.

Количество хлористых солей в магнии-сырце зависит от субъективных факторов, толщины слоя магния в электролитической ячейке, степени обученности персо­ нала цеха и пр.

3. СОСТАВ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО МАГНИЯ-СЫРЦА

По нашим данным [8], содержание примесей в маг­ нии-сырце находится в следующих пределах, % (по массе): 0,03—0,05 Fe; 0,001—0,002 Ni; 0,001—0,005 Al; <0,018 Мд; 0,002—0,006 Si; 0,001—0,002 Cu.

В работе [3],

кроме указанных

выше, определяли

и другие примеси

(табл. 4).

 

Из табл. 4 следует, что отечественный электролитиче­

ский магний по чистоте не уступает

зарубежным мар­

кам. Кроме того, содержание всех металлических приме­ сей в электролитическом магнии значительно ниже, чем по ГОСТ 804—62. Исключение составляет железо, кото­ рое удаляется из магния при последующих операциях переработки магния-сырца.

Содержание натрия и калия в магнии-сырце неве­ лико и зависит от условий электролиза: <0,01% Na, < 0,005% К. Что касается кальция, то при обычных со­ ставах применяемых в отечественной практике электро­ литов содержание его не превышает 0,001 % [9].

Специальные эксперименты, в которых применяли электролит состава, % (по массе): I0MgCI2; 30СаС12; 30КС1; 30NaCl, показали, что независимо от проводи­ мых на электролизере операций содержание кальция во всех пробах магния-сырца оказалось очень высоким, равным 0,1—0,2%.

4.ЛЕГИРУЮЩИЕ КОМПОНЕНТЫ

ИПРОМЫШЛЕННЫЕ МАГНИЕВЫЕ СПЛАВЫ

Втабл. 5 приведены физические и технологические характеристики легирующих компонентов и добавок, применяемых при изготовлении магниевых сплавов (эле­ менты расположены в порядке уменьшения их примене­ ния).

15

Физические и технологические характеристики

 

Порядко­

Плотность

Темпера­

Темпера­

Удельная

Теплота

Элемент

вый номер

тура

тура

теплоем­

плавле­

в таблице

при 20 °С,

плавле­

кипения,

кость,

ния,

 

М енделее­

г/см3

ния, °с

°С

ккал/(кгХ

ккал/кг

 

ва

 

 

 

Хград.)

 

Mg

12

1,74

651

1107

0,243

70

Al

13

2,70

660

2060

0,214

94

Zn

30

7,14

419

907

0,093

25

Mn

25

7,40

1250

2150

0,115

65

Zr

40

6,50

1860

5050

0,08

45

Li

3

0,53

186

1336

0,81

33

Cd

48

8,65

321

767

0,055

11

La

57'

6,15

920*

3742*

0,045

 

 

 

Т а б л и ц а 5

легирующих компонентов и добавок магниевых сплавов

Максималь­

 

 

ГОСТ или ТУ

ное содержа­

Вид загружаемой

шихты

ние в сплаве,

на шихту

■%

 

 

 

Магний первичный (в чушках 8±1 кг)

ГОСТ 804—72

10

Алюминий первичный

(в чушках 5;

ГОСТ 1070—64

 

15; 1000 кг)

 

 

3Цинк металлический (в чушках 5; ГОСТ 3640—65 19—21 кг)

2,5

Марганец металлический

ГОСТ 6008—51

0,9

Фторциркоиат калия; магиийцирко-

РЭТУ 89—59

 

ниевая лигатура

 

15Литий металлический (в чушках ГОСТ 8774—58 100—250 г по 5 кг в банке)

6Кадмий металлический (в чушках ГОСТ 1467—67 10±1,5; 4±0,6; 0,5±0,1; 0,2 кг)

1,2

Лантан электролитический

(в слит­ РЭТУ 1015—62

 

ках 2—5 кг; мишметалл

в слитках

 

5 кг)

 

Nd

60

7,00

1024*

3300*

0,045

___

 

4,0

Неодим металлический

(в слитках)

РЭТУ 1097—63

Ce

58

6,88

795*

3741

0,05

 

 

4,0

Церий (в слитках 2—5 кг)

 

РЭТУ 1014—62

Sn

50

7,30

232

2360

0,054

14

1

2,0

Олово

металлическое

чушках и

ГОСТ 860—60

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

прутках 25; 5; 0,5; 0,25 кг)

 

 

Th

90

11,5

1827

5200

0,027

 

3,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Hg

80

13,55

—38,9

357

0,033

3,1

 

6

Ртуть (в банках по 5 кг;

в баллонах

ГОСТ 4658—49

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

по 35 кг)

 

 

 

Sc

21

3,10

1539*

3000*

 

----- -

 

30

 

 

 

 

 

 

 

Иттрий металлический

(в слитках)

РЭТУ 1093—63

Y

39

4,34

1509*

3200*

 

 

Ag

47

10,49

961

2210

0,056

24

 

2,5

Серебро

 

 

ГОСТ 6836—54

Be

4

1,82

1284

2970

0,508

345

 

0,002

Na2BeF6; лигатура А1+5%

Be

СТУ

Ca

20

1,54

851

1440

0,155

53

 

0,05

 

 

 

МРТУ 14—19—64

Ti

22

4,54

1725

3260

0,13

 

91

 

0,005

Ті губчатый. Плав низших хлоридов

СТУ

In

49

7,31

156

2000

0,057

6,8

 

0,8

Индий металлический (в слитках 1,0;

ГОСТ 10297—62

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3,0 кг)

 

 

 

 

TI

81

11,85

303

1457

0,079

6,06

 

Таллий

 

 

 

ЦМТУ 3244—56

П р и м е ч а н и я :

1. Основные физические данные взяты

из книги М. Н. Дрнц;

 

Магниевые сплавы для

работы при повышенных температурах. М., «Наука», 1964.

 

М„ Стаидартйздат, 1970.

 

 

 

 

2. Номера ГОСТов и вид шихты по справочнику «Цветные металлы и сплавы»

 

 

 

 

 

 

ской промышленности». Ч. III. М„ «Цветметинформацня», 1968.

3.

Номера технических условий

по справочнику

«Продукция

редкометаллнчс

 

* С п е л л и н г Ф.,

Д а а н А.

Редкоземельные

металлы. М.,

«Металлургия»

 

1965, с. 207.

 

 

 

 

 

16

2-549

17

 

 


Данные табл. 5 позволяют оценить возможность при­ менения того млн иного легирующего компонента с точ­ ки зрения его влияния на плотность магниевого сплава, изменение температуры плавления; зная удельную теп­ лоемкость, теплоту и температуру плавления легирую­ щего компонента, молено определить необходимое коли­ чество тепла для его расплавления.

Алюминий и цинк являются основными легирующими компонентами магниевых сплавов. Их вводят для повы­ шения прочностных характеристик магниевых спла­

вов [1].

Марганец вводят для повышения коррозионной стой­ кости магниевых сплавов, а также для их упрочнения. При введении марганца между ним и железом образу­ ются нерастворимые в магнии соединения, лпквирующне из расплава, что повышает чистоту сплава [1].

Цирконий значительно измельчает зерно магния, при этом повышаются прочностные и пластические характе­ ристики сплава [1]. ч

Литий уменьшает плотность магниевого сплава. При введении в магний 12% лития плотность сплава умень­ шается до 1,38 г/см3 [10]: это на 20% меньше, чем плот­ ность магния, и на 25% меньше, чем магниевого спла­ ва МЛ5.

При разработке магниевых сплавов преследовали следующие основные цели: повышение механических свойств, коррозионной стойкости, жаропрочности и дру­ гих специфических свойств.

Для повышения механических свойств, как уже ука­ зывалось, в магний вводили марганец, а также другие компоненты.

Жаропрочность сплавов повышали путем введения

редкоземельных металлов: лантана, церия,

неодима,

а также дополнительным легированием

сплавов сереб­

ром, Кадмием, кальцием, никелем [11].

Еще

большей

жаропрочностью отличаются сплавы, легированные то­ рием.

Известны данные о повышении жаропрочности маг­ ниевых сплавов благодаря введению в магний иттрия [12]. Ожидается повышение жаропрочности магниевых сплавов с введением в них скандия [13].

Разработка магниевых сплавов с улучшенными элек­ трохимическими характеристиками (в частности, с высо­ ким значением потенциала), предназначенных в качест-

18

t£>

 

 

cd

 

 

sf

 

и

t;

 

со

 

 

о

 

 

cd

болеене

 

 

U -,

массе)(по%

Содержаниепримесей,

С и

 

 

1

 

 

с

сплавов,

 

N

 

 

 

магниевых

 

<

I

и

 

 

СГ

 

 

 

 

К

составХимическийлитейных

компонентовлегирующихСодержание

Q .

и

 

 

N

 

 

С

 

 

N

 

 

<4

 

 

с

 

 

S

 

гага

 

ій

Я

 

О . я

 

S

о

 

*■

*1

СІ

 

|?1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О

о

•чр

с о

 

о

о

ю

ю

in

со

1п

 

 

с

 

 

 

Ю

и л и л — m

— и л ю

^

с ч сч сч сч

ю

 

О

о

о

о

о

о

о

о

о

о

о

о

о

о

 

 

 

 

 

 

h -

 

 

 

V

тё

 

f

 

 

СО

со

со

о

оо

с о

с о

о

 

 

ю

 

о

О"»

а л

о

о

 

о

о

о

о

о

о

о

о

о

о

о

 

о

о

о

о

о

о

о

о

о

о

о

о

о

о

 

 

 

 

с ч

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

о

о

о

о

о

 

 

о

о

о

о

 

 

' о

о

О

1

1

 

о

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

о

о

о

о

о

 

о

о

о

о

 

 

о

о

о

ю

о

t o

to

о

о

со о

со

го

—а

 

— • о

 

о

— '

' — 1 о

 

о

о

о

о

о

о

о

о

о

о

о

о

о

о

о

о

 

LO

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

1

1

 

 

 

 

1

 

о

 

 

 

 

 

 

1

1

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

—-•

 

 

 

 

 

 

1

і

СО

с ч

го

го

 

 

 

 

 

 

 

 

о

о

о

о

—-*

 

*•

 

 

 

 

 

 

1

1

о

о

о

о

г .

о

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

о

ю

ІП

по

to

по

ю

ю

to

с о

с о

с о

со

 

 

 

(.4

гм

С 5

сч

о

СЧ

с ч

с ч

о

о

о

о

 

 

о

о

о

о

о

о

о

о

о

о

о

о

о

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cd

т з

О)

 

cd

•О

г-

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

С )

 

и

' z

. B ,

 

 

 

 

 

 

 

 

ю

о>

о

 

с ч

с о

оо

1

1

1

1

1

1

1

1

Я 5

сч

Гр

 

 

с ч

о

1

1

1

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

с ч

N - ю

 

с о

с ъ с ч

 

 

 

 

 

 

 

 

о

с ч

с ч

 

о

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

о

о

о

с о

 

1

1

 

 

 

 

 

1

1

 

 

а

Г—1

о "

 

 

 

 

 

 

 

1

1

I

 

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г Р

с о

с о

 

X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

о

о

о

о "

 

ю

о

о

0 0 0 0 со

СЧ N - N - N - о

о

 

 

1

1

СО СО о

о

о

— о

о

о

ю

ю

1

1

1

1

1

1

1

і

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

I

1

1

1

1

1

1

 

ю

о

о

с ч

с ч с ч СО

с о

 

с ч о

о

 

 

 

о

СЧ

см

о

о

о

о

о

о

о

Гр

Гр

 

 

 

ю

о

о

о

о

о

с ч

 

 

 

 

 

 

 

 

О *

Ю-

 

 

 

 

 

 

 

со

с--.

N .

СЪ

с ъ

CD

 

 

 

 

 

 

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1'

1

1

1

 

ю

о

о

ю

to

ю

о

о

 

 

 

 

 

 

 

СЧ ю

ю

N - с -

N . <Л

t o

 

 

 

 

 

 

о

ю

ю ю

ю

ю

ю

t o с о

 

 

 

 

 

 

сч"

о

о

о

о

о

о

О

Ö

 

 

 

 

 

 

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

о

ю

ю

t o ю

ю

ю

т - СО

 

 

 

 

 

 

S

о “

о

о

1

о

о

с Г

о "

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ь л

 

сг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СЧ

со

 

с

ІО

с

г>

СО

г ?

о

 

с ч

ю

с ч

1=5 <=:

\ о

ю

N -

 

 

.-Н

 

 

 

к

t= ;

1=5

1=5 4

t=5 fc ?

t ;

1=5

к

ч

s

 

S £

5>

 

3 5 £

3 5 S

3 5 S S S S

ш

 

Допускается присадка до 0,002% Be и до 0,05% Допускается присадка до 0,002% Be и до 0,01%

Прочих примесей 0,13%. Сумма редкоземельных металлов 0,1%.

*l *2

*3 **

2*

19


г*-

РЗ

а-

к

ч

ѵо

rt

Н

CJ

иU

Содержание легирующих компонентов*

S

£

ю

оЗн

ȣ

S

£

г

S

X

£

1

 

I

о

■1

 

1

1

0,08—0,

1

1

1

—,50 1,

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

1

 

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

1

I

 

 

1

1

 

 

 

 

ю

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

см

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

I

 

1

1

1

 

1

1

 

1

I

 

см"

 

 

 

 

1

1

 

1

1

1

 

1

I

 

1

1

 

і

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

см

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*«н

 

 

—*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СП

СП

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ІП

 

1

 

1

1

1

 

1

і

1

см

1

о

о

 

 

о

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

со

ІП

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о*

Tf

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ю

in

с--

ю

in

см

00

ІП

см

 

 

см"

о

1

о

о

о

1

см*

 

см"

см"

 

1

1

 

1

 

 

1

 

 

 

 

1

 

1

1

ю

 

1

1

о

ю

гг

 

1

со

ю

со

LO

со

 

 

 

о

 

о

о

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ф

 

 

О)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CJ

 

 

 

 

 

со

m

in

00

ІП

 

 

(J

ІП

in

 

СО

 

 

ю

 

о"

 

 

о

 

о

 

 

со’

in"

со"

1

I

 

 

■(

 

 

 

 

J

/

1

00

in

см

ІП

 

 

ІП

о

in

 

см

 

 

 

о

 

о

о

о

 

о"

 

 

см

 

см

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

о

о

см

 

00

 

 

 

 

1

ч*«

LO

С"-

СП

1

о"

1

 

1

1

 

 

 

1

 

 

 

 

1

о

 

со in1

00

1

о

1

1

1

1

 

со

со

Ю*

ь-"

 

 

 

 

 

с ч

CM

CO

Ю

CO

05

 

f -

 

<

s

 

< <

<

1

1

<

<

<

%

 

я

£

%

CQ

s

20



й)

о

о.

с

о

о

£

более

 

не

<

Содержание примесей,

 

 

Іи

 

3

 

U

 

£

Си

со

см

СО

со

сО

СО

со

со

со

со

со

СО

 

О о

о

о

о

о

о

о

о

о*- о*

 

см

СМ

СМ

СМ

СМ

СМ

• см

см

см

см

 

о

о

о

О О

О

о

о

о

о

о

 

о

о

о

о

О О о

о

о

о

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§

 

 

«

1

1

1

1

со

о

см

со

о

 

 

о

 

 

 

 

о

o '

о*

о~

 

 

СО

 

 

 

 

СО

I

со

о

 

 

сГ

 

 

 

 

О

 

О

О

О

*

 

 

ю

*—•

со

со

LO

ю

ю

ю

ю

 

о

 

 

—4

 

 

о

 

о

о

о

о

о

о

о

о

о

о

 

ю

ю

ю

иО

ю

ю

со

ю

ю

со

 

о

о

о

о

о

о

о

о

о

 

о

о

 

о

o ’

о

o '

о

о

о

о**

о"

о**

о

 

 

 

ю

 

 

ш

со

ю

ю

со

 

 

 

о

о

 

 

о

о

о

 

о

о

 

о

о

о"

о

о

о

o '

о*

о

 

о*

сГ

 

 

ю

 

ю

ю

 

 

 

ю

ю

 

о

о

 

о

о

о

о

 

о

 

о

о

 

о

 

о

о

 

о

 

о

о

 

о

о

о

о"

о

о

о"

 

о"

о"

сГ

 

<

см

 

 

іо

со

о

е ;

 

 

<

Магннй — остальное.

 

 

 

 

 

<

 

 

<

<

<

<

5

 

<

i

S

 

 

 

5

 

S

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

!

о с .

; іѵ

 

21:

 

 

 

 

 

 

 

I%й »•Г.у-іЬ-О-ТС '■•Г;

'S c

бкVог.Iüтн а ооо.*

Э К З Е М П Л Я Р

._ м >. —VА «J\