» » Взаимодействие магния и его сплавов с газами
20.01.2015

При термической обработке магниевые сплавы взаимодействуют с газами, составляющими атмосферу печи. В результате взаимодействия с кислородом образуется окись магния MgO. Окись магния имеет существенно меньший объем, чем металл, поэтому магний должен сравнительно быстро окисляться. Тем не менее до температур 450—475° С окисная пленка оказывает защитное действие. Это, по-видимому, связано с тем, что при небольшой толщине окисной пленки возникающие в ней растягивающие напряжения не нарушают ее целостности. Поэтому при термической обработке магниевые сплавы можно нагревать до указанных температур без применения защитных атмосфер, а сплавы MA11, МА12, ВМД9, MA14 даже до 490—535°С.
Образование достаточно толстой окисной пленки при более высоких температурах нагрева вызывает увеличение напряжений до уровня. Когда релаксация напряжений, связанная с образованием когерентных границ между окислом и основным металлом, недостаточна для сплошности. Окисная пленка разрушается и больше не может защищать металл от окисления. Кислород атмосферы печи имеет свободный доступ к поверхности металла, и окисление металла интенсифицируется.
Взаимодействие магния и его сплавов с газами

Наиболее сильно ускоряют окисление магния никель и медь Галлий, цинк, олово и алюминии также повышают скорость окисления магния (рис. 42), но в меньшей степени, чем два первых элемента. В настоящее время установлен лишь один элемент, уменьшающий скорость окисления магния. Это бериллий. Он является по отношению к магнию поверхностно активным эле ментом и поэтому концентрируется в поверхностных слоях окисной пленки. Окись бериллия образуется с увеличением объема в отличие от окиси магния и поэтому способствует увеличению защитных свойств пленки.
Интенсивность взаимодействия магниевых сплавов с кислородом при повышении влажности воздуха существенно уменьшается. В широком температурном интервале скорость окисления магния во влажном воздухе примерно в два раза меньше, чем в сухом воздухе. Это связано с тем, что во влажном воздухе вместо пленки окиси магния растет пленка гидроокиси Mg(OH)2, образующаяся с увеличением объема.
При температурах термической обработки магниевые сплавы слабо реагируют с азотом. Значительные загрязнения азотом, приводящие к ухудшению механических свойств, возможны лишь при взаимодействии металла с азотом при температурах, близких к температуре плавления.