Соединение магния и алюминия – что получим в итоге, и какими характеристиками будет отличаться сплав?

Алюминиевые сплавы нашли сегодня широкое применение в народном хозяйстве и промышленности. Сам алюминий – это прочный и пластичный металл, с особенными свойствами, однако, при добавлении в расплав легирующих элементов характеристики его улучшаются. Интересно, что легирование улучшает механические и физические свойства материала, а значит, можно рассчитывать на то, что на выходе и качество металлургической продукции будет выше и надежнее. Одно из самых популярных соединений — магний плюс алюминий.

Алюминиевый магний

Известное неорганическое соединение — это алюминат магния, он же двойной оксид металлов: магний и алюминий. В таком виде он встречается в природе и называется благородная шпинель. Материал твёрдый, отличается прочностью, абсолютной нерастворимостью в воде. Также его можно получить сплавлением оксидов этих двух металлов, при этом происходит следующая реакция:

MgО + Al₂O₃ = Mg(AlO₂)₂

Алюминиевый магний – это соединение прочное, с температурой плавления 2105-2135 ⁰C.

Легирование алюминия, особенности Аl-Mg сплавов

В металлургической промышленности производят много алюминиевых сплавов, и очень часто легирование проводят именно магнием, с выведением содержания этого элемента в пределах до 6%. Общие свойства сплава в зависимости от этого существенно изменяются, и характерно то, что он становится легче по весу.

1. Если магния в составе находится по массе меньше, чем 3%, то кристаллическая структура при этом не изменится даже при нагревании. Существенного упрочнения основного металла при 1,4-2,0% не наблюдается, но чем ближе к данному пределу, тем большей становится механическая нестабильность сплава (тогда производят дополнительное легирование хромом, марганцем, можно также титаном, что укрепит прочностные свойства).
2. Самым оптимальным вариантом является повышение концентрации магния в сплаве алюминия от 3 и до 6%. В этом случае наблюдается повышение предела прочности сплава на каждый процент магния приблизительно на 30 МПа, а также увеличение предела текучести на 20 МПа. Повышение магния также немного снизит относительное удлинение, но несущественно (оно будет оставаться в пределе 30-35%). Именно при данном содержании магния в алюминии происходит образование эвтектической системы с формулой — Аl₃Mg_2, снижается окисляемость и развивается отличная способность сопротивляться коррозионным процессам, в т.ч. в морской воде и морской атмосфере. Для кого-то это покажется удивительным, ведь окисная плёнка и стойкость к коррозии у магния ниже, чем у алюминия, но в сплаве Аl—Mg при содержании легирующего элемента до 6% коррозийная стойкость высока.

Для таких сплавов характерны следующие свойства:

• достаточно хорошие прочностные показатели;
• удовлетворительная пластичность;
• отличная свариваемость;
• повышенная усталостная прочность;
• отличная стойкость к развитию коррозионных процессов.

3. Если магния в алюминиевом сплаве становится больше, чем 6%, то тогда начинает идти обратный процесс в части окисления, и коррозионная стойкость снижается.