» » Марганец-алюминий
05.02.2015

Систему марганец — алюминий изучали частично или полностью Гийе, Хиндрикс, Розенхайн и Лантзберри, Дикс и Китс, Крингс и Остманн, Расов, Ишивара, Бредли и Джонс, Босхард, Дикс, Финк и Вилли, Кестер и Бегтольд. Филлипс приводит детальный обзор ранних исследований и сообщает о собственных исследованиях сплавов, богатых алюминием, содержащих до 37% (вес.) Mn.
Марганец-алюминий

Диаграмма, приведенная на рис. 57, построена по данным работ Кестера и Бегтольда для сплавов, содержащих 40—100% (вес.) Mn и Филлипса для сплавов, содержащих до 40% (вес.) Mn. Линия растворимости марганца в алюминии в твердом состоянии построена по данным Дикса, Финка и Вилли.
В системе имеется эвтектика и несколько скрытых максимумов. При 695; 820; 880; 985 и 1160° происходят изотермические превращения. Эвтектика из алюминия и MnAl6 наблюдается при 2% (вес.) Mn и температуре немного ниже температуры затвердевания алюминия.
Растворимость марганца непрерывно падает с 1,82% (вес.) при эвтектической температуре до 0,36% (вес.) при 500°; растворение марганца сопровождается небольшим уменьшением параметров решетки алюминия.
Соединение MnAl6 образуется по перитектической реакции при 695° между расплавом (жидкостью) и соединением MnAl4. Как MnAl4, так и MnAl6 были изучены Гоффманом. MnAl6 имеет орторомбическую решетку, а = 6,51, b = 7,57 и с = 8,87 А. MnAl4 имеет гексагональную решетку, с = 28,35 и с = 12,36 А.
По данным Филлипса, имеются две фазы, обозначенные как δ- и ε-фазы, которые образуются по перитектическим реакциям при составах, промежуточных между MnAl4 и MnAl3. Однако точный состав этих фаз не установлен, и Филлипсу не удалось обнаружить гомогенных областей их существования.
Наличие следующего соединения, MnAl3, четко установлено. Гоффман приписывает ему орторомбическую решетку a = 14,79; b = 12,6 и с = 12,43 А. Образуется оно по перитектической реакции между расплавом и AlMn при 980°. AlMn образуется по перитектической реакции между расплавом и δ-марганцем при 160°. Структура AlMn, по данным Уэстгрена, сходна со структурой β-латуни (объемноцентрированный куб типа CsCl).
Алюминий очень незначительно растворяется в твердом состоянии в α-марганце, но обнаруживает заметную растворимость в β-, γ- и δ-модификациях. Максимальная растворимость составляет 12% (вес.) в β-марганце, 14% (вес.) в γ-марганце и 28% (вес.) в 5-марганце.
Марганец добавляют к большинству промышленных сплавов алюминия, обычно в количествах не менее 1%. Считают, что добавки марганца повышают температуру рекристаллизации сплавов и слегка улучшают механические свойства. Сопротивление коррозии в определенных сплавах, по-видимому, также увеличивается при введении марганца.