Магний HM21A-T8, UNS M13210, E FOUR

*Введение в продукт: магниевый сплав HM21A-T8 (UNS M13210)** **Магниевый сплав HM21A-T8** — это высокотемпературный, термообработанный кованый магниевой сплав, усиленный торием и марганцем. Темпер **T8** указывает на то, что материал был обработан в растворе, затем обработан в холоде и, наконец, искусственно выстарен. Эта специфическая термомеханическая обработка разработана для достижения превосходного сочетания прочности на растяжение, устойчивости ползучести и конструктивной устойчивости при высоких температурах, что делает её отличным выбором для требовательных аэрокосмических применений. HM21A относится к серии магниевых сплавов «H» и особенно известен своей исключительной производительностью в диапазоне от 290°C до 400°C (550°F до 750°F). --- #### **1. Химический состав** Химический состав магния HM21A соответствует следующим спецификациям, согласно основным международным стандартам. | Элемент | Состав (%) | | :--- | :--- | | **Магний (мг)** | Баланс | | **Торий (Th)** | 1.5 - 2.5 | | **Марганец (Миннесота)** | 1.0 - 1.7 | | **Цинк (Zn)** | ≤ 0.30 | | **Кремний (Si)** | ≤ 0.10 | | **Медь (Cu)** | ≤ 0.10 | | **Никель (Ni)** | ≤ 0.01 | | **Железо (Fe)** | ≤ 0.05 | | **Другие примеси** | ≤ 0.30 (каждый) | **Ключевая роль легируемых элементов:** * **Торий (Th):** Основной укрепляющий элемент. Он образует стабильные интерметаллические соединения (например, Mg₂₃Th₆), обеспечивающие отличную устойчивость к ползучести и долгосрочное удержание прочности при высоких температурах. * **Марганец (Mn):** Повышает коррозионную устойчивость, особенно против солёной воды, удаляя железо и другие примеси тяжёлых металлов из расплава. Он также способствует укреплению твердого раствора. --- #### **2. Физические свойства** В следующей таблице изложены ключевые физические свойства магния HM21A-сплава. | Свойство | Ценность | | :--- | :--- | | **Плотность** | 1,78 - 1,79 г/см³ (0,064 - 0,065 фунт/дюйм³) | | **Температура плавления** | ~ 649 °C (~ 1200 °F) | | **Теплопроводность** | 125 Вт/м·К (при 25°C) | | **Коэффициент теплового расширения** | 26,7 мкм/м°C (20 - 100°C) | | **Модуль упругости (натяжения)** | 45 GPa (6,5 x 10⁶ psi) | | **Удельная теплоёмкость** | ~ 1046 Дж/кг· К | --- #### **3. Механические свойства (типичные для темпера HM21A-T8)** Темперовка T8 обеспечивает оптимальный баланс между комнатной температурой и высокотемпературной прочностью для этого сплава. Свойства могут различаться в зависимости от формы продукта (лист, пластина, экструзия). **Свойства при комнатной температуре (типичные для листа/пластины):** * **Максимальная прочность на растяжение:** 234 МПа (34 000 psi) * **Прочность на растяжение (смещение 0,2%):** 172 МПа (25 000 psi) * **Сила текучести при сжатии:** 117 МПа (17 000 psi) * **Удлинение:** 6% (в 2 дюймах) **Повышенная температура:** HM21A-T8 превосходит там, где другие магниевые сплавы слабеют. Её удержание прочности — ключевая особенность: * При **205°C (400°F)**: Прочность на растучесть ≈ **145 МПа (21 000 psi)** * При **315°C (600°F)**: прочность на растяжение ≈ **90 МПа (13 000 psi)** * При **425°C (800°F)**: Предел текучести ≈ **45 МПа (6 500 psi)** * Он обеспечивает выдающуюся устойчивость к ползучести** и микроструктурную устойчивость при длительной нагрузке при высоких температурах. --- #### **4. Применение продуктов** Магний HM21A-T8 — это специализированный аэрокосмический сплав, выбранный специально за высокотемпературные возможности и лёгкий вес. * **Аэрокосмическая и оборона:** * **Корпуса ракет и ракеты:** Кузова, плавники и конструктивные компоненты подвергаются аэродинамическому нагреву. *Компоненты авиационных двигателей:** Корпуса компрессоров, вспомогательные коробки передач и корпуса в газотурбинных двигателях. * **Колёса для самолётов:** В основном используются в кованой форме для ступиц колес. * **Газотурбинные двигатели:** Компоненты, работающие в горячей секции, где температура повышена, но полная прочность сверхсплава не требуется. * **Высокоскоростные самолёты:** Конструктивные детали в районах с кинетическим нагревом. --- #### **5. Международные стандарты** Магний HM21A-T8 подпадает под следующие ключевые международные и аэрокосмические стандарты. | Стандартная организация | Стандартное обозначение и название | | :--- | :--- | | **ASTM International** | **ASTM B90 / B90M** — Стандартная спецификация для листов и пластин из магниевого сплава | | **Аэрокосмические материалы (AMS)** | **AMS 4386** - Лист и пластина, магнийский сплав HM21A-T8 | | **Номер UNS** | **M13210** | | **SAE** | **AMS 4388** - Экструдированные прутья, стержни и формы, HM21A-T8 (Охватывает формы экструдированных продуктов) | --- #### **Ключевые преимущества и аспекты** * **Преимущества:** *Превосходная производительность при высоких температурах:** Обеспечивает лучшую устойчивость к ползучести и удержание прочности в диапазоне 315°C - 425°C (600°F - 800°F) среди обычных сплавов Mg. * **Отличное соотношение прочности к весу:** Обеспечивает значительную экономию веса по сравнению с алюминием при повышенных температурах. * **Хорошая сварка: ** Легко сваривать с помощью газовой дуговой сварки с вольфрамом (GTAW/TIG). * **Хорошая демпфирующая способность:** Врожденная способность поглощать вибрации и удары, типичная для магниевых сплавов. * **Соображения:** * **Содержание тория:** Торий — низкоуровневый радиоактивный элемент. Это требует специального обращения, обработки (управления пирофорными чипами) и протоколов утилизации, что увеличивает стоимость и сложность. *Коррозионная устойчивость:** Хотя марганец улучшает её, сплав всё равно требует прочных защитных покрытий (например, химических конверсионных покрытий, анодирования, краски) для работы в коррозийных условиях. * **Современные заменители:** Из-за сложностей обращения с торием для новых конструкций часто предпочитают новые сплавы, содержащие редкоземельные элементы, такие как **WE43 (Mg-Y-Nd-Zr)**, обеспечивающие аналогичные высокотемпературные характеристики без радиоактивности. **Заключение** Магний HM21A-T8 (UNS M13210) представляет собой высокопроизводительное материальное решение для экстремальных тепловых условий, где минимальный вес критичен. Его исключительная прочность и устойчивость к ползучости при температурах до 425°C сделали его историческим выбором для самых требовательных применений ракетных, ракетных и реактивных двигателей. Хотя сейчас его использование стало более избирательным из-за содержания тора, он остаётся эталоном по эффективности магниевого сплава при высоких температурах.

Упаковка Стандартная упаковка: Типичная упаковка оптом включает паллетированный пластик объемом 5 галлонов/25 кг. ведра, волокнистые и стальные бочки до супермешков по 1 тонне в полном контейнере (FCL) или грузовиках (T/L). Исследовательские и пробные количества, а также гигроскопические, окисляющие или другие чувствительные к воздуху материалы могут упаковываться под аргон или вакуум. Растворы упаковываются в полипропиленовых, пластиковых или стеклянных банках до паллетированных жидких контейнеров объемом 3336 галлонов. Специальный пакет доступен по запросу.