Проволока МА21 в Минске

Проволока МА21 — деформируемый магниевый сплав для ответственных конструкций

Проволока МА21 — это холоднодеформированный полуфабрикат из магниевого сплава системы Mg–Al–Mn, легированного цинком и цирконием. Материал относится к группе деформируемых магниевых сплавов средней прочности и предназначен для изготовления крепежа, упругих элементов, сварных конструкций и деталей, работающих в условиях пониженных температур. В отличие от литейных магниевых составов, проволока МА21 поставляется в нагартованном или термически упрочнённом состоянии, что обеспечивает стабильные механические характеристики вдоль оси волочения.

Химический состав сплава МА21 регламентирован ГОСТ 14957 и включает алюминий (5,3–6,7 %), цинк (2,0–3,0 %), марганец (0,15–0,5 %) и цирконий (0,02–0,1 %). Такое сочетание легирующих элементов формирует твёрдый раствор на основе магния с интерметаллидными фазами Mg₁₇Al₁₂ и Al₂Mn, которые обеспечивают дисперсионное упрочнение при старении. Плотность сплава — 1,78 г/см, что делает его одним из самых лёгких конструкционных материалов, применяемых в авиастроении и ракетной технике.

Технологические особенности производства

Проволока МА21 изготавливается методом горячего прессования заготовки с последующим многопереходным волочением. Из-за гексагональной плотноупакованной решётки магния материал склонен к трещинообразованию при холодной деформации, поэтому технологический процесс включает промежуточные отжиги при 340–380 C. Конечное состояние поставки — нагартованное (Н) или полутвёрдое (ПТ), в зависимости от требуемого сочетания прочности и пластичности. Диапазон диаметров — от 0,5 до 12,0 мм, допуск по диаметру — h9–h11.

Механические свойства проволоки МА21 в нагартованном состоянии характеризуются пределом прочности 280–340 МПа и относительным удлинением 6–10 %. После старения при 175 C в течение 16 часов предел текучести повышается до 220 МПа, что позволяет использовать материал для пружин и мембран, работающих при циклических нагрузках. Модуль упругости сплава — 44 ГПа, что примерно в два раза ниже, чем у алюминиевых сплавов, что необходимо учитывать при расчёте жёсткости упругих элементов.

Коррозионная стойкость и защитные покрытия

Магниевые сплавы, включая МА21, характеризуются низкой коррозионной стойкостью в атмосферных условиях из-за образования рыхлой оксидной плёнки. Для защиты поверхности проволоки применяются хроматирование, анодирование в щелочных электролитах или нанесение лакокрасочных покрытий на эпоксидной основе. В замкнутых объёмах с ограниченным доступом кислорода, например в герметичных корпусах приборов, коррозия МА21 существенно замедляется, что позволяет использовать материал без дополнительной защиты.

Электрохимический потенциал сплава МА21 составляет –1,6 В относительно хлорсеребряного электрода, что определяет его поведение в гальванических парах. При контакте со сталью, титаном или медными сплавами магниевый компонент становится анодом и подвергается ускоренному разрушению. Поэтому в конструкциях с разнородными металлами обязательна установка изолирующих прокладок или протекторная защита.

Применение в промышленности

• Авиастроение — заклёпки, болты, шпильки для несиловых соединений в интерьере и системах управления.
• Ракетно-космическая техника — элементы пиротехнических устройств, разрывные мембраны, детали систем разделения ступеней.
• Приборостроение — упругие элементы гироскопов, стрелочные механизмы, пружины точной механики.
• Автомобильная промышленность — лёгкий крепёж для узлов подвески и рулевого управления в спортивных автомобилях.
• Химическое машиностроение — детали аппаратуры, работающей в среде инертных газов и вакууме.

Свариваемость и механическая обработка

Проволока МА21 пригодна для аргонодуговой сварки неплавящимся электродом с присадочным материалом того же состава. Сварные соединения требуют последующего отжига для снятия остаточных напряжений и восстановления коррозионной стойкости. Механическая обработка сплава характеризуется образованием мелкой стружки и склонностью к налипанию на режущий инструмент, поэтому применяются резцы с положительным передним углом и обильным охлаждением.

Ограничения по применению

Сплав МА21 не рекомендуется использовать при температурах выше 150 C, поскольку начинается коагуляция упрочняющих фаз и снижение прочностных характеристик. При температурах ниже –40 C материал сохраняет пластичность, что позволяет применять его в криогенной технике. Горючесть магниевых сплавов ограничивает использование проволоки в средах с повышенным содержанием кислорода и при наличии открытого пламени.

Вопросы и ответы