Магниевая плита

Магниевая плита — характеристики, марки, сортамент по ГОСТ 21990-76

Магниевая плита — горячекатаный полуфабрикат из деформируемых магниевых сплавов, предназначенный для последующей механической обработки. Плиты применяются в авиастроении, вертолётостроении, автомобильной промышленности и приборостроении — везде, где критична минимальная масса конструкции при достаточной прочности. Из магниевых плит изготавливают элементы корпусов летательных аппаратов, стойки и вилки шасси, стабилизаторы, кислородные баки, детали колёсных дисков и стоек автомобилей.

Основной нормативный документ на данный вид проката — ГОСТ 21990-76 «Плиты из магниевых сплавов. Технические условия» (действующий, ограничение срока действия снято в 1992 г.). Стандарт распространяется исключительно на горячекатаные плиты. Химический состав сплавов регламентируется ГОСТ 14957-76 «Сплавы магниевые деформируемые. Марки».

Марки магниевых сплавов для плит

По ГОСТ 21990-76 плиты изготавливают из двух марок деформируемых магниевых сплавов системы Mg–Al–Zn–Mn:

• МА2-1 — основная марка общего назначения;
• МА2-1 п.ч. (повышенной чистоты) — вариант с пониженным содержанием примесей, обеспечивающий более высокую пластичность.

Оба сплава относятся к группе деформируемых магниевых сплавов средней прочности. Основу составляет магний (92,6–95,1 % для МА2-1). Легирование алюминием и цинком повышает прочность, а марганец улучшает коррозионную стойкость, связывая вредные примеси железа.

Подробнее о свойствах основного сплава — в материале Магний МА2-1.

Химический состав сплава МА2-1 по ГОСТ 14957-76

Элемент	Al	Zn	Mn	Si	Cu	Fe	Ni	Be	Mg
Содержание, %	3,8–5,0	0,8–1,5	0,3–0,7	≤ 0,10	≤ 0,05	≤ 0,04	≤ 0,004	≤ 0,002	основа

Марка МА2-1 п.ч. отличается пониженным допустимым содержанием примесей (Fe, Si, Cu, Ni) и несколько иным диапазоном Mn (0,2–0,6 %), что положительно сказывается на пластичности и однородности механических свойств.

Физические свойства сплава МА2-1

Параметр	Значение
Плотность	1,79 г/см³ (1790 кг/м³)
Модуль упругости	42 ГПа
Теплопроводность (20 °C)	96,3 Вт/(м·К)
ТКЛР (20–100 °C)	26 × 10⁻⁶ 1/К
Удельное электросопротивление	120 × 10⁻⁹ Ом·м
Предельная рабочая температура (длительная / кратковременная)	150 °C / 200 °C

Плотность сплава МА2-1 составляет 1,79 г/см³ — это примерно в 1,6 раза легче алюминиевых сплавов и в 4,4 раза легче стали. Именно малая удельная масса является главным преимуществом магниевых плит в конструкциях, где каждый грамм экономии критичен.

Сортамент магниевых плит по ГОСТ 21990-76

Горячекатаные плиты из сплавов МА2-1 и МА2-1 п.ч. выпускаются в следующем диапазоне размеров.

Толщина плит и предельные отклонения

Толщина, мм	Предельное отклонение по толщине, мм
12, 14, 16, 18, 20	± 0,5
22, 25	± 0,75
27, 30, 32, 35	± 1,0
40, 45	± 1,5
50 (только при ширине 800–1000 мм)	± 2,0

Ширина и длина плит

Ширина: 500, 600, 700, 800, 900, 1000 мм.

Длина зависит от толщины и ширины. Для тонких плит (12–20 мм) диапазон составляет 2000–3000 мм. С увеличением толщины максимальная длина сокращается: плиты толщиной 40–50 мм выпускаются длиной от 1000 до 1300 мм (при ширине до 900 мм) или от 1000 до 1200 мм (при ширине 1000 мм).

По требованию потребителя допускается изготовление плит промежуточных размеров.

Предельные отклонения по ширине и длине

Для обрезанных плит толщиной до 32 мм: по ширине — не более ± 15 мм, по длине — не более ± 30 мм.

Механические свойства магниевых плит

Плиты по ГОСТ 21990-76 поставляются без термической обработки. Механические свойства контролируются на образцах в состоянии поставки.

Марка сплава	Толщина, мм	σв, МПа, не менее	σ0,2 при растяжении, МПа, не менее	σ0,2 при сжатии, МПа, не менее	δ, %, не менее
МА2-1	12–20	245	137	78	7
МА2-1	св. 20–32	245	137	78	6
МА2-1	св. 32–50	226	—	—	6
МА2-1 п.ч.	12–20	245	137	78	8
МА2-1 п.ч.	св. 20–32	245	137	78	8
МА2-1 п.ч.	св. 32–50	226	—	—	6

Примечание: значения в ГОСТ указаны в кгс/мм² (25,0 и 23,0 кгс/мм² для σ_в; 14,0 кгс/мм² для σ_0,2 при растяжении; 8,0 кгс/мм² для σ_0,2 при сжатии). В таблице приведены пересчитанные значения в МПа (1 кгс/мм² ≈ 9,807 МПа).

Разница между марками МА2-1 и МА2-1 п.ч. проявляется в относительном удлинении: при толщине 12–32 мм сплав повышенной чистоты обеспечивает δ = 8 % против 6–7 % у стандартного. Это принципиально для деталей, работающих при знакопеременных нагрузках.

Требования к качеству поверхности

Поверхность магниевых плит должна быть свободна от плен, трещин, рванин, расслоений, а также шлаковых, флюсовых включений и железной окалины. Допускаются мелкие поверхностные дефекты (надрывы, задиры, царапины, вмятины, рябизна, точечные включения), если глубина их залегания не превышает нижнего предельного отклонения по толщине.

Плиты толщиной до 32 мм поставляются с обрезанными кромками и торцами, без заусенцев. Плиты толщиной свыше 32 мм — с необрезанными торцами и кромками; на них допускаются дефекты, обусловленные способом производства, если они не препятствуют вырезке плиты номинальных размеров.

Общая волнистость в поперечном и продольном направлениях — не более 15 мм.

Антикоррозионная обработка и хранение

Магниевые сплавы обладают низкой коррозионной стойкостью из-за высокого электроотрицательного потенциала магния и недостаточных защитных свойств естественной оксидной плёнки. По этой причине ГОСТ 21990-76 предписывает обязательную антикоррозионную обработку поверхности плит перед отгрузкой.

Консервация, упаковка и транспортирование выполняются по ГОСТ 9.511 «Полуфабрикаты из магниевых сплавов. Общие требования к временной противокоррозионной защите, упаковке, транспортированию и хранению». По согласованию с потребителем плиты могут поставляться без консервации.

Хранить магниевые плиты следует в крытых складских помещениях, исключающих попадание влаги и контакт с агрессивными химическими реагентами. При механической обработке необходимо учитывать пожароопасность магниевой стружки и пыли.

Обрабатываемость магниевых плит

Сплав МА2-1 отличается высокой технологичностью при механической обработке: легко фрезеруется, точится, сверлится. Усилие резания при обработке магниевых сплавов значительно ниже, чем при обработке стали и алюминиевых сплавов, что позволяет применять высокие скорости резания и подачи. Чистота поверхности после фрезерования, как правило, высокая.

Сплав удовлетворительно сваривается аргонодуговой сваркой (TIG). Предельная рабочая температура для длительной эксплуатации — 150 °C, для кратковременной — 200 °C.

Условное обозначение магниевых плит

В обозначении указывают марку сплава, толщину, ширину, длину и номер стандарта. Пример:

Плита МА2-1 п.ч. 20×1000×2500 ГОСТ 21990-76 — плита из сплава МА2-1 повышенной чистоты, толщиной 20 мм, шириной 1000 мм, длиной 2500 мм.

Теоретическая масса магниевых плит

Теоретическая масса одного погонного метра плиты рассчитана при плотности 1,79 г/см³ (соответствует сплавам МА2-1 и МА2-1 п.ч.).

Толщина, мм	Ширина 500 мм	Ширина 600 мм	Ширина 700 мм	Ширина 800 мм	Ширина 900 мм	Ширина 1000 мм
12	10,74	12,89	15,04	17,18	19,33	21,48
16	14,32	17,18	20,05	22,91	25,78	28,64
20	17,90	21,48	25,06	28,64	32,22	35,80
25	22,38	26,85	31,33	35,80	40,28	44,75
30	26,85	32,22	37,59	42,96	48,33	53,70
40	35,80	42,96	50,12	57,28	64,44	71,60
50	—	—	—	71,60	80,55	89,55

Масса указана в кг на 1 погонный метр длины плиты.

Формы поставки

Магниевые плиты поставляются в горячекатаном состоянии без термической обработки. Каждая плита маркируется на углу (не далее 25 мм от кромки) с указанием марки сплава, номера партии, порядкового номера плиты и клейма ОТК.

Также на нашем сайте можно ознакомиться с магнием в чушках для литейного и металлургического производства.