Предприятие «Соликамский магниевый завод» запустило выпуск магниевых сплавов, легированных редкоземельными металлами, в промышленных масштабах. Создание данной технологической базы представляет собой существенное достижение в замещении критически важных импортных материалов.
Соликамский магниевый завод. Источник фото: АтомМедиа
Ирина Медведева
«Экологичные инженерные материалы нового века»
Магниевые композиции, содержащие церий (Ce), лантан (La) и неодим (Nd), признаны «экологичными инженерными материалами нового века». Это обусловлено их низкой массой и возможностью повторного использования.
Как сообщил генеральный директор «СМЗ» Руслан Димухамедов, эти сплавы ориентированы на потребности высокотехнологичных секторов, включая авиационно-космическую отрасль, автомобилестроение, энергетику и нефтегазовый комплекс. «Оборудование, применяемое в этих областях, нуждается в материалах, сочетающих значительную удельную прочность с устойчивостью к высоким температурам. Например, сплав магния с неодимом используется при изготовлении камер сгорания для двигателей авиации».
Технология и контроль
Технологический процесс требует точного контроля температуры и химической чистоты. Сплавы, изготовленные на «СМЗ» (предприятие принадлежит Горнорудному дивизиону госкорпорации «Росатом»), сочетают характерную легковесность магния с улучшенными показателями прочности, коррозионной стойкости и сопротивления агрессивным воздействиям, что достигается благодаря внесению редкоземельных элементов.
Каждая композиция проходит анализ методом атомно-эмиссионной спектрометрии в собственной лаборатории завода. Концентрации легирующих компонентов — неодима, лантана и церия — соответствуют установленным ГОСТ нормативам.
Соликамский ПК — мощности по разделению суммарных карбонатов РЗМ
На заводе отметили, что для укрепления стратегического сырьевого суверенитета страны, в соответствии с Федеральным проектом «Развитие отрасли редких и редкоземельных металлов», в Соликамске формируется производственный комплекс для разделения суммарных карбонатов РЗМ на отдельные металлы, в частности на элементы «магнитной группы» — неодим и празеодим. В настоящее время предприятие уже обладает технологиями изготовления новых продуктов, необходимых отечественной промышленности, работающей на передовом технологическом уровне.
Справка:
Преимущества редкоземельных магниевых сплавов перед сталью:
- Лёгкость. Магниевые сплавы легче стали (плотность 7,86 г/см³ против 1,74–1,81 г/см³ у магниевых сплавов).
- Высокая удельная прочность. После старения прочность на растяжение при комнатной температуре у магниевых редкоземельных сплавов может достигать более 430 МПа.
- Хорошая термостойкость. Прочность на растяжение некоторых высокопрочных магниевых редкоземельных сплавов может достигать 200 МПа при 300 °C, что намного лучше, чем термостойкость авиационных алюминиевых сплавов.
- Высокая демпфирование. Ударопрочность магниевых редкоземельных сплавов в 10 раз выше, чем у алюминиевых сплавов, и в 20 раз больше, чем у пластмасс.
- Отличные сварочные характеристики. Сплав ингибирует образование пористости и трещин и вступает в реакцию с газом для уменьшения образования пор.
- Суперпластичность. Коэффициент удлинения магниевых редкоземельных сплавов может достигать 500%, что обеспечивает поддержку формирования обшивки и других сложных компонентов формы.
Некоторые недостатки редкоземельных магниевых сплавов:
- Проблемы с обработкой. Добавление тяжёлых редкоземельных элементов может привести к неоднородному составу и проблемам с производительностью конечного сплава.
- Высокая стоимость. Цена тяжёлых редкоземельных элементов может быть очень высокой из-за того, что мировые запасы этих элементов ограничены.
- Сложность контроля деформации. Добавление редкоземельных элементов в магниевый сплав приводит к значительному ослаблению текстуры рекристаллизации, что затрудняет контроль деформации во время термомеханических процессов.
- Необходимость соблюдения мер безопасности. При работе с расплавленным металлом нужно соблюдать меры безопасности.