Файл: Алюминиевые и магниевые сплавы, армированные волокнами..pdf

Исследования показали, что наиболее эффективно повышают прочностные характеристики магниеволитиевых сплавов Al, Zn Ag, Cd и некоторые другие элементы, которые обладают достаточ­ но большой растворимостью в а- и ß-твердых растворах системы

(литом горячедеформированном или термообработанном) состоянии по удельной прочности и жесткости превосходят большинство сталей, алюминиевых и магниевых сплавов. Однако указанные многокомпонентные сплавы имеют недостатки: сплавы на основе a -фазы обладают повышенной хрупкостью; сплавы на основе (а + + ß)- и ß-фаз термически не стабильны и после вылеживания при комнатной или слегка повышенных температурах их прочно­ стные характеристики уменьшаются в 1,5—2 раза.

Институтом металлургии АН СССР совместно с ВИЛСом были разработаны 3 сплава на основе а-, (а + ß)- и ß-фаз, каждый из которых частично обладает особенностями а- или ß-твердого раствора, на основе которого он создан [29—31] (табл. 7). Сплавы ИМВ1, ИМВ2 и ИМВЗ обладают практически стабильными меха­ ническими свойствами и по физико-механическим и коррозионным свойствам и свариваемости превосходят известные американские сплавы LA141A, LAZ933 и другие.

В табл. 8 указаны механические свойства прессованных полос многокомпонентных магниеволитиевых сплавов в сравнении со свойствами магния и двойных магниеволитиевых сплавов. При­ веденные данные показывают, что дополнительное легирование позволило создать сплавы прочностью при комнатной температуре в 2—2,5 раза большей, чем у двойных магниеволитиевых сплавов. Однако при повышении температуры испытания прочности, как кратковременная, так и длительная, резко снижаются и в случае многокомпонентных магниеволитиевых сплавов (рис. 16; табл. 9), причем интенсивность падения прочности увеличивается с повы­ шением содержания лития в сплаве и появлением в его структуре высокопластичной ß-фазы.

Аналогичная закономерность наблюдается и при испытании многокомпонентных магниеволитиевых сплавов на ползучесть. Если для сплава ИМВ1 предел ползучести при комнатной температуре

( ° о я / и о ) равен 12 кГ/мм2, то для сплавов ИМВ2 и ИМВЗ— соответ­ ственно 8 и 5,5 кГ/мм2. Еще более низкое сопротивление ползу­ чести характерно для стандартного американского сплава LA141A (Mg — 14% Li — 1% Al). Так, при температуре 120° С и нагрузке 1,05 кГ/мм2 относительная деформация образца через 10 ч состав­ ляет 0,2%.

164

В связи со сказанным температурный интервал использования магниеволитиевых сплавов ограничивается: для сплава ИМВ1 — 150°, для сплава ИМВ2 — 100° и для сплава ИМВЗ — 60°.

Приведенные данные показывают, что сплав ИМВ2 характери­ зуется оптимальным сочетанием удельной прочности и пластич­ ности. По сравнению с другими магниеволитиевыми сплавами он имеет более высокие значения предела текучести при растяжении

Рис. Іб.Изменение механических свойств магниеволитиевых сплавов в зави­ симости от температуры испытания (прессованные прутки диаметром 18 мм),

[29—31]

1 - ИМВ1; 2 _ ИМВ2; 3 - ЫМВЗ

и сжатии. Пластичность сплава ИМВ2 находится на уровне высо­ копластичных деформируемых магниевых сплавов (б = 15—20%, ф = = 20—25%), механические свойства его практически стабильны;, модуль упругости сплава (Е = 4600 кПммг) превосходит модули упругости многих магниевых сплавов. При высокой технологиче­ ской пластичности сплава ИМВ2 его оптимальная температура обработки давлением на 150—250° ниже температуры деформации стандартных магниевых сплавов.

Сплав ИМВЗ обладает минимальным удельным весом по сравне­ нию с рассматриваемыми здесь магниеволитиевыми сплавами. Плас­ тичность и ударная вязкость его превышает соответствующие харак­ теристики других многокомпонентных магниеволитиевых сплавов.

166

Однако прочностные характеристики этого сплава, особенно при повышенных температурах, ниже, чем сплавов ИМВ1 и ИМВ2.

Сплав ИМВ1, обладая наибольшей удельной прочностью по сравнению с другим магниеволитиевым сплавом, имеет недостаточ­ ный запас технологической пластичности и ударной вязкости.

Как было показано, введение лития в магниевые сплавы суще­ ственно изменяет их физические свойства. С увеличением содержа­ ния лития в сплавах уменьшается удельный вес, растет коэффи­ циент линейного расширения, резко падает теплопроводность и уве­ личивается удельная теплоемкость (табл. 10).

Изучение общей коррозионной стойкости магниеволитиевых

•сплавов, проведенное при полном погружении в 3%-ный раствор NaCl и в искусственной тропической камере, показало, что наибо­ лее высокой коррозионной стойкостью обладает сплав ИМВ2. Кор­ розионная стойкость ИМВ2 и ИМВ1 находится на уровне стандарт­ ного деформируемого магниевого сплава МА2-1. Сплавы ИМВ2 и ИМВЗ не склонны к коррозионному растрескиванию.

Исследование процессов соединения магниеволитиевых спла­ вов ИМВ1, ИМВ2 и ИМВЗ аргонно-дуговой сваркой показало, что сплавы обладают хорошей свариваемостью [32]: прочность соединений равна 95— 100% прочности основного металла, шов ■формируется хорошо.

167