21.10.2019
Производство изделий из листового металла в Донецке, как и в других городах, пользуется большой популярностью. Это обусловлено...


21.10.2019
В онлайн-игры ежедневно играют сотни тысяч посетителей. Это развлечение уже очень давно для многих превратилось и в место отдыха...


19.10.2019
Строительный лак в ремонтных работах довольно часто применяется при внешних или внутренних отделочных работах. Это обусловлено...


17.10.2019
Перед любым начинающим бизнесменом появляется проблема поиска надежного поставщика, который не подведет. Ошибка в этом деле может...


17.10.2019
Древесина больше других материалов нуждается в профессиональной огнезащитной обработке, поскольку легко воспламеняется и быстро...


17.10.2019
Сегодня практически на всех строительных площадках уже невозможно увидеть старые строительные бытовки. Такие сооружения помимо...


Физико-химическое взаимодействие элементов в магниевых сплавах системы Mg-Y-Me

17.07.2019

Среди новых конструкционных магниевых сплавов большой интерес представляют магниево-иттриевые сплавы. Они отличаются благоприятным сочетанием высоких прочностных свойств при комнатной и повышенных температурах.

В работе рассмотрен характер фазовых взаимодействий в тройных системах Mg—Y—Me, где Me-Mn, Nd, Al, Si, Cd, Zn.

Известно, что в двойной системе Mg—Y в области сплавов, богатых магнием, имеет место эвтектический характер взаимодействия элементов Ж — а+Mg24Y5 при температуре 565° С. Иттрий значительно (до 12%) растворяется в твердом магнии.

При исследовании тройных систем Mg—Y—Me были использованы следующие материалы: магний повышенной чистоты (99,96—99,98% Mg), иттрий марки ИтМ1 (99,85%Y), неодим марки HM1 (99,85%Nd), электролитический марганец, кремний полупроводниковой чистоты, кадмий повышенной чистоты (99,99 %Cd), цинк электролитический марки Ц0, алюминий марки А99. При приготовлении сплавов и записи термических кривых охлаждения использовали флюс ВИ2 и флюс, состоящий из смеси 20 % LiF + 80% LiCl.

В тройных системах с марганцем и неодимом в области сплавов, богатых магнием, образуются тройные эвтектики. На рис. 1, а приведено политермическое сечение системы Mg—Y—Mn через составы двойных сплавов магния с 4% Mn и с 20%Y; температура нонвариантного превращения Ж — а + Mg24Y6 + Mn 535° С.

На рис. 1, б приведено политермическое сечение системы Mg — Y —Nd через составы сплавов с постоянным содержанием магния — 75%; температура нонвариантного превращения Ж a + Mg24Y5 + Mg9Nd 536° С. В обеих системах имеются довольно широкие двухфазные области а + Mg24Y5, которые могут свидетельствовать о сравнительно небольшом влиянии марганца и неодима на растворимость иттрия в магнии, а также о наличии растворимости как марганца, так и неодима в фазе Mg24Y5.

На рис. 2 приведено политермическое сечение системы Mg — Y — Zn через составы двойных сплавов магния с 18%Y и с 30% Zn. Эта система характеризуется образованием в ней трех тройных интерметаллических соединений X, W, Z. В области сплавов, прилежащих к стороне Mg — Y, существует нонвариантное эвтектическое превращение Ж — a+Mg24Y5+X при температуре 533° С. По результатам специально проведенных исследований установлен химический состав фазы X : Zn ~ 12%, Y ~ 25 %, Mg — остальное. Сплав этого состава имеет практически однофазную структуру. Как видно из рис. 2, в присутствии цинка двухфазная область a + Mg24Y5 имеет меньшие размеры, чем в тройных системах с Mn и Nd, что объясняется образованием фазы X.
Физико-химическое взаимодействие элементов в магниевых сплавах системы Mg-Y-Me

В магниевом углу системы обнаружены также нонвариантное эвтектическое превращение Ж — a + X + W при 527° С, нонвариантное перитектическое превращение Ж + W — a + Z при 448°С и нонвариантное эвтекти ческое превращение Ж — а + Mg7Zn3 + Z при 340° С. Кроме того, в системе имеет место нонвариантное эвтектоидное превращение Mg7Zn3 — а + MgZn + Z при 330°С.

На рис. 3, а и б приведены политермические сечения диаграмм состояния сплавов систем Mg — Y — Al и Mg— Y — Si. Политермическое сечение системы Mg — Y — Al через составы сплавов с постоянным содержанием магния (80%) пересекает две плоскости нонвариантных превращений. Система характеризуется наличием в ней тройного интерметаллического соединения X, богатого иттрием и алюминием. В области сплавов, прилежащих к магниево-иттриевой стороне, существует нонвариантное перитектическое превращение Ж + X — a + Mg24Y 5 при температуре 631° С. Другое нонвариантное перитектическое превращение, Ж + Х — a + Mg17Al12, протекает при температуре 438° С. Как видно, алюминий оказывает заметное влияние на растворимость иттрия в твердом магнии. В его присутствии в магниево-иттриевых сплавах образуется фаза X, за счет чего происходит сужение двухфазной области a + Mg24Y5. По данным микрорентгеноспектрального анализа фаза X в системе Mg — Y — Al представляет собой фазу YAl2, в которой растворено некоторое количество магния.

Политермическое сечение системы Mg — Y — Si через двойные сплавы магния с 13%Y и 4% Si пересекает две плоскости нонвариантных превращений: одно превращение перитектического типа, Ж + X — а + Mg24Y5, при 636° C и другое эвтектического типа, Ж — a + X + Mg2Si, при 637° С.

Так же как и алюминий, кремний приводит к значительному сужению двухфазной области a + Mg24S 5.

Ha рис. 4 приведено политермическое сечение системы Mg — Y — Cd для сплавов с постоянным содержанием кадмия, равным 20%. В магниевом углу этой системы не обнаружено нонвариантных превращений. Моновариантное эвтектическое превращение Ж — a + Mg24Y5 протекает в системе по линии, которая проходит через точку двойной эвтектики Mg — Y сплавов при 565° С и точку, приведенную на политермическом сечении, кристаллизация сплава в которой начинается непосредственно с двойной эвтектики (при 20 % Y и 550° С).

Проведенные исследования указывают на весьма сложный характер взаимодействия элементов в системах Mg — Y — Me. Небольшое количество представленных систем, а также данные работы по системе Mg — Y — Sc позволяют сделать лишь некоторые обобщения.

На характер строения диаграмм состояния Mg — Y — Me оказывает влияние строение двойных диаграмм Mg — Me, а также образование устойчивых интерметаллических соединений в системах Y — Me, что находится в соответствии с теоретическими предпосылками.

Отсутствие образования интерметаллических соединений при кристаллизации сплавов двойных систем Mg—Me (Cd, Mn) сопровождается образованием в тройной системе широкой двухфазной области a + Mg24Y5 и одного нонвариантного превращения (в случае Mg—Y—Mn). Аналогичную картину наблюдали в системах, где Me — редкоземельный металл (Sc, Nd).

Устойчивые соединения алюминида и силицида иттрия образуют с магнием в соответствующих системах квазибинарные сечения. В области сплавов, богатых магнием и иттрием, в системах с Al и Si существуют нонвариантные превращения перитектического типа со сравнительно высокими температурами ( ~ 630°С).

Большое число интерметаллических соединений, образующихся по перитектическим реакциям, как это имеет место в системе Mg—Zn, а также наличие большого числа интерметаллических соединений в системе Y—Zn сопровождается образованием в магниевом углу системы тройных соединений и весьма сложного характера взаимодействия элементов.


Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2019
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна