Поковки из магниевого сплава МА21
Поковки МА21 — горячедеформированные полуфабрикаты из магниевого сплава системы Mg–Zn–Zr, получаемые штамповкой или свободной ковкой при температуре 350–420 C. Сплав МА21 (по ГОСТ 14957) относится к среднопрочным магниевым сплавам, упрочняемым термически, и сочетает низкую плотность 1,82 г/см с удовлетворительной коррозионной стойкостью в атмосферных условиях. Поковки применяют там, где критична масса конструкции при сохранении достаточной статической прочности.
Технические характеристики поковок МА21
Механические свойства поковок зависят от режима деформации и термической обработки. После закалки и искусственного старения предел прочности достигает 280–320 МПа, предел текучести — 200–240 МПа, относительное удлинение — 4–8 %. Сплав сохраняет работоспособность в интервале от –50 C до +150 C; выше 150 C наблюдается интенсивное снижение длительной прочности. Модуль упругости — около 44 ГПа, что учитывают при расчёте жёсткости кронштейнов и корпусных деталей.
| Показатель | Состояние | в, МПа | 0,2, МПа | , % |
|---|---|---|---|---|
| Поковка штампованная | Закалка + старение | 300 | 230 | 6 |
| Поковка свободная | Закалка + старение | 280 | 200 | 5 |
| Поковка штампованная | Отжиг | 230 | 150 | 10 |
| Поковка крупногабаритная | Закалка + старение | 260 | 190 | 4 |
Технология изготовления
Исходной заготовкой служит литой слиток или прессованный пруток. Нагрев под ковку ведут в электрических печах сопротивления с защитной атмосферой; перегрев выше 430 C вызывает интенсивное окисление и рост зерна. Штамповку выполняют на гидравлических прессах усилием 10–50 МН. После деформации поковки отжигают при 340–360 C для снятия напряжений, затем проводят закалку в воде или на воздухе и старение при 150–175 C в течение 12–24 ч.
Области применения
- Корпусные детали и кронштейны авиационных агрегатов, работающие при температурах до 120 C.
- Элементы шасси и узлы крепления бортового оборудования вертолётов.
- Детали приборных корпусов в авионике и радиоэлектронной аппаратуре.
- Силовые элементы лёгких транспортных платформ и беспилотных летательных аппаратов.
- Оснастка и быстроизнашиваемые детали в станкостроении при условии защиты от влаги.
Ограничения и защита от коррозии
Сплав МА21 склонен к электрохимической коррозии при контакте с углеродистой сталью и во влажной среде с хлоридами. Для защиты применяют оксидирование, хроматирование или лакокрасочные покрытия. Контактные пары с медью, никелем и нержавеющей сталью изолируют прокладками. Детали, эксплуатируемые в морской атмосфере, требуют обязательного многослойного покрытия.
Вопросы и ответы
Какая максимальная рабочая температура поковок МА21?
Длительная эксплуатация допускается до 150 C; кратковременно — до 200 C без существенной потери прочности.
Подвергаются ли поковки МА21 термической обработке?
Да, для достижения максимальной прочности проводят закалку с последующим искусственным старением при 150–175 C.
Какой способ деформации предпочтителен?
Штамповка в закрытых штампах обеспечивает более высокие и стабильные механические свойства по сравнению со свободной ковкой.
Совместим ли МА21 с углеродистой сталью в узле?
Прямой контакт недопустим из-за гальванической коррозии; требуется изоляционная прокладка или покрытие.
