Поковки из магниевого сплава МА15: технические характеристики и применение
Поковки МА15 — горячедеформированные полуфабрикаты из магниевого сплава системы Mg–Zn–Zr, получаемые штамповкой или свободной ковкой при температуре 350–420 C. Сплав МА15 (по ГОСТ 14957-76) содержит 5,5–7,0 % цинка, 0,5–1,0 % циркония и не более 0,15 % примесей. Цирконий выполняет роль модификатора, измельчающего зерно до 20–40 мкм, что обеспечивает предел текучести не ниже 200 МПа и относительное удлинение 6–10 % в состоянии поставки.
Технические параметры поковок МА15
| Параметр | Значение | Условие испытания | Единица | Стандарт |
|---|---|---|---|---|
| Плотность | 1,80–1,82 | 20 C | г/см | ГОСТ 14957-76 |
| Предел прочности | 250 | растяжение, 20 C | МПа | ГОСТ 1497-84 |
| Предел текучести | 200 | растяжение, 20 C | МПа | ГОСТ 1497-84 |
| Относительное удлинение | 6–10 | растяжение, 20 C | % | ГОСТ 1497-84 |
| Твёрдость | 55–70 | HB, 20 C | HB | ГОСТ 9012-59 |
| Диапазон рабочих температур | –50…+150 | длительная эксплуатация | C | — |
Особенности технологии ковки
Нагрев заготовок под ковку ведут в электрических печах сопротивления с защитной атмосферой (аргон или смесь Ar + 2 % SF) для предотвращения возгорания магниевой стружки и интенсивного окисления. Температурный интервал деформации — 350–420 C; при снижении температуры ниже 320 C резко падает технологическая пластичность, появляются надрывы. Скорость деформации при штамповке ограничивают 0,5–2,0 м/с во избежание разрывов. После ковки поковки отжигают при 300–340 C в течение 2–4 часов для снятия внутренних напряжений.
Поковки МА15 поставляются по ГОСТ 14957-76 с припусками и допусками по ГОСТ 7505-89 (класс точности Т4–Т5). Максимальные габариты свободнокованых поковок достигают 800 600 400 мм при массе до 120 кг. Штампованные поковки имеют более жёсткие допуски — 0,5 мм на 100 мм длины.
Области применения
- Детали авиационных агрегатов: кронштейны, качалки, корпуса вспомогательных механизмов, работающие при температурах до +150 C.
- Элементы ракетно-космической техники: силовые шпангоуты, переходники, узлы крепления приборных отсеков.
- Корпусные детали приборов: основания гироскопов, платформы инерциальных систем, требующие минимальной массы при высокой жёсткости.
- Детали нефтегазового оборудования: немагнитные переводники, корпуса геофизических приборов для скважинной аппаратуры.
- Узлы транспортных систем: кронштейны подвески, элементы рулевого управления в автоспорте и специальной технике.
Преимущества и ограничения
Сплав МА15 обеспечивает снижение массы конструкции на 35–40 % по сравнению с алюминиевыми аналогами при сопоставимой удельной прочности. Поковки обладают немагнитными свойствами и стойкостью к ударным нагрузкам. Однако магниевые сплавы требуют защиты от коррозии: применяют оксидирование по ГОСТ 9.305-84 с последующей лакокрасочной обработкой или электрохимическое хромирование. При контакте с углеродистой сталью и медью необходима изоляция во избежание гальванической коррозии.
Обрабатываемость резанием поковок МА15 — удовлетворительная; рекомендуется применение твердосплавного инструмента с повышенными передними углами и обильным охлаждением минеральными маслами. Сварка возможна аргонодуговым способом с использованием присадочной проволоки МА15.
Вопросы и ответы
Какие стандарты регламентируют поставку поковок МА15?
Поставка осуществляется по ГОСТ 14957-76 (сплав МА15) с допусками по ГОСТ 7505-89. Химический состав контролируется по ГОСТ 14957-76, механические свойства — по ГОСТ 1497-84.
При какой температуре эксплуатируются поковки МА15?
Длительная рабочая температура — от –50 C до +150 C. Кратковременно допустим нагрев до +200 C без существенного снижения прочностных характеристик.
Требуется ли термообработка после ковки?
Да, обязателен отжиг при 300–340 C в течение 2–4 часов для снятия внутренних напряжений и стабилизации структуры. Без отжига возможно коробление при механической обработке.
Как защитить поковки МА15 от коррозии?
Применяют оксидирование по ГОСТ 9.305-84, химическое пассивирование или лакокрасочные покрытия. При сборке с деталями из стали и меди обязательна изоляция контактных поверхностей.
