Магний МА8

Магниевый деформируемый сплав МА8 — характеристики, свойства, применение

Сплав МА8 относится к группе деформируемых магниевых сплавов системы Mg–Mn. Основной легирующий элемент — марганец (1,3–2,2 %), дополнительно введён церий (0,15–0,35 %) для измельчения зерна и повышения механических свойств. Химический состав регламентирован ГОСТ 14957-76. Сплав не упрочняется термической обработкой, обладает высокой технологической пластичностью (штампуемость, прокатываемость, прессуемость) и повышенной коррозионной стойкостью под напряжением по сравнению с большинством магниевых деформируемых сплавов.

Из МА8 изготавливают листы, плиты, прутки, трубы, профили, штамповки и поковки методом горячей деформации. Область применения — авиационная промышленность, сварные конструкции, детали и заготовки сложной геометрической конфигурации. Предельная рабочая температура при длительной эксплуатации — 200 °С, при кратковременной — 250 °С.

Химический состав сплава МА8 по ГОСТ 14957-76

Магний является основой сплава. Процентное содержание Mg в таблице указано приблизительно — оно определяется как остаток после вычета всех легирующих компонентов и примесей. Суммарное содержание прочих примесей, не указанных отдельно, не должно превышать 0,3 %.

Mn	Ce	Zn	Al	Si	Cu	Fe	Ni	Be	Mg	Примеси, всего
1,3–2,2	0,15–0,35	до 0,3	до 0,1	до 0,1	до 0,05	до 0,05	до 0,007	до 0,002	96,84–98,55	0,3

Роль легирующих элементов

Марганец является основным легирующим элементом сплава МА8. Он повышает прочность твёрдого раствора, улучшает коррозионную стойкость магния и способствует измельчению зерна. Церий вводят в качестве модификатора: он дополнительно измельчает литую структуру, что положительно сказывается на технологической пластичности при горячей деформации и на механических свойствах готового полуфабриката.

Содержание вредных примесей — никеля, меди, железа — жёстко ограничено, поскольку эти элементы резко снижают коррозионную стойкость магниевых сплавов, образуя гальванические микропары с магниевой матрицей.

Физические свойства МА8

Параметр	Значение
Плотность	1780 кг/м³
Модуль упругости (E)	42 ГПа
Теплопроводность (при 20 °С)	133,9 Вт/(м·°С)
ТКЛР (20–100 °С)	23,7 × 10⁻⁶ 1/°С
Удельная теплоёмкость (20–100 °С)	1046,7 Дж/(кг·°С)
Удельное электросопротивление (при 20 °С)	51 × 10⁻⁹ Ом·м
Линейная усадка	5,4 %

Плотность 1780 кг/м³ делает МА8 одним из самых лёгких конструкционных металлических материалов — примерно в 1,6 раза легче алюминиевых сплавов и в 4,4 раза легче стали. Высокая теплопроводность и значительная удельная теплоёмкость обеспечивают эффективный отвод тепла от нагруженных элементов конструкций.

Механические свойства сплава МА8 при 20 °С

Механические характеристики зависят от вида полуфабриката и состояния поставки. Ниже приведены значения по действующим стандартам на продукцию.

Сортамент, состояние	σв, МПа	σ0,2, МПа	δ5, %
Лист отожжённый, ГОСТ 22635-77	220–230	110–120	10–12
Лист полунагартованный, ГОСТ 22635-77	220–230	140–150	6–8
Трубы, ГОСТ 19441-74	230	—	8
Пруток прессованный, ГОСТ 18351-73	175–215	—	1–4

Твёрдость сплава МА8 по Бринеллю составляет HB 40 МПа (при нагрузке 10 кгс, шарик ⌀ 1 мм). По уровню прочности МА8 относится к сплавам средней прочности. Полунагартованное состояние листа обеспечивает более высокий предел текучести при сохранении удовлетворительной пластичности, что важно для деталей, испытывающих рабочие нагрузки.

Технологические свойства МА8

Деформируемость

Сплав МА8 хорошо обрабатывается давлением в горячем состоянии. Деформация выполняется при температурах 300–450 °С, когда в гексагональной решётке магния активируются дополнительные плоскости скольжения и технологическая пластичность резко возрастает. Из МА8 методами горячей прокатки, прессования и штамповки получают листы, плиты, прутки, профили, трубы, штамповки и поковки сложной конфигурации.

Свариваемость

Сплавы системы Mg–Mn относительно хорошо свариваются аргонодуговой электрической сваркой и контактной сваркой. Сварные соединения из МА8 не склонны к коррозионному растрескиванию. При проектировании сварных конструкций из магниевых сплавов необходимо учитывать, что механические свойства сварного шва несколько ниже свойств основного металла.

Обрабатываемость резанием

Магниевые сплавы, в том числе МА8, обрабатываются резанием легко, с малыми усилиями. Однако при механической обработке необходимо соблюдать меры пожарной безопасности: тонкая стружка и пыль магния воспламеняются на воздухе. Охлаждение водой при обработке недопустимо — применяют минеральные масла или ведут обработку всухую с контролем температуры.

Коррозионная стойкость

Одним из ключевых преимуществ сплава МА8 среди деформируемых магниевых сплавов является высокая коррозионная стойкость под напряжением. Сплав не склонен к коррозионному растрескиванию, что выгодно отличает его от ряда сплавов системы Mg–Al–Zn.

Вместе с тем общая коррозионная стойкость магниевых сплавов существенно уступает алюминиевым и нержавеющим сталям. Для работы во влажной атмосфере и агрессивных средах на изделия из МА8 наносят защитные покрытия: оксидирование, анодирование, лакокрасочные покрытия.

Термическая стабильность

Предельная температура длительной эксплуатации сплава МА8 составляет 200 °С. При этой температуре материал сохраняет стабильность физико-механических свойств в течение длительного времени. Кратковременный нагрев допускается до 250 °С. Превышение указанных пределов приводит к снижению прочностных характеристик и ускоренному разупрочнению.

Формы поставки магниевого сплава МА8

Полуфабрикаты из сплава МА8 поставляются в соответствии с профильными стандартами:

Вид полуфабриката	Нормативный документ
Листы и плиты	ГОСТ 22635-77
Прутки прессованные	ГОСТ 18351-73
Трубы прессованные	ГОСТ 19441-74
Профили прессованные	ГОСТ 19657-74

Листы поставляются в отожжённом и полунагартованном состояниях. Прутки — в прессованном состоянии, диаметром от 5 до 300 мм. Трубы — прессованные, различных типоразмеров. Также из МА8 изготавливают штамповки и поковки по чертежам заказчика.

Подробнее о сортаменте магниевых полуфабрикатов — на странице магниевый прокат. О характеристиках близкого по назначению сплава системы Mg–Al–Zn — в разделе магний МА2-1.

Область применения МА8

Сочетание малой плотности, достаточной прочности, хорошей технологичности и повышенной стойкости к коррозии под напряжением определяет применение сплава МА8 в следующих областях:

Область	Типичное применение
Авиационная промышленность	Обшивки, панели, перегородки, детали каркаса, кронштейны — везде, где критична минимальная масса конструкции
Штамповки и поковки	Детали сложной геометрической конфигурации, получаемые горячей объёмной штамповкой
Сварные конструкции	Корпусные изделия, рамы, каркасы, сваренные аргонодуговой или контактной сваркой
Листовые изделия	Плиты и листовые заготовки для дальнейшей механической обработки и штамповки