Металлургия магния и других легких металлов
Эйдензон М.А.
Металлургия, 1964 г.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МАГНИИ
1. Свойства магния и его применение
Магний — легкий металл, элемент второй группы периодической системы Д. И. Менделеева. Его порядковый номер 12, атомный вес 24,32. В чистом виде магний серебристо-белого цвета; плотность его 1,74 г/см3при 20° С. Температура плавления 650° С, температура кипения 1107° С.
Магний на воздухе окисляется, покрываясь пленкой окиси. В форме порошка или тонкой ленты магний легко может быть подожжен и горит ослепительно белым пламенем. С азотом магний при нагревании образует нитрид; при нагревании в атмосфере хлора и брома, а также в парах серы и йода магний бурно реагирует с ними и воспламеняется. Расплавленный магний, если он не защищен от непосредственного контакта с воздухом, также легко загорается. Магний в слитках или изделиях не огнеопасен. К фтористым соединениям и плавиковой кислоте магний устойчив. В водных растворах солей (кроме фтористых) магний не стоек.
Концентрированная серная кислота, а также смесь крепкой серной и дымящейся азотной кислот не реагирует с магнием на холоду. Растворы едких щелочей реагируют с магнием только в присутствии солей аммония. К бензину, керосину и минеральным маслам магний химически стоек. С кипящей водой магний реагирует, выделяя водород и образуя студенистый осадок гидроокиси магния. Особенно интенсивно растворяется магний в разбавленных минеральных кислотах.
Магний применяют во многих отраслях народного хозяйства. Как конструкционный материал магний непосредственно не используют. Главная область применения магния в современной технике — производство магниевых сплавов и изделий из них. Сплавы магния с другими металлами (алюминием, цинком, марганцем и др.) отличаются от чистого магния более высокой механической прочностью и химической стойкостью.
Магниевые сплавы хорошо отливаются в песчаные формы и кокиль, что дает возможность получать из них сложные отливки, хорошо поддаются механической обработке, газовой и дуговой сварке, а также обработке давлением.
Важнейшая особенность магниевых сплавов — их невысокая плотность (1,7—1,83 г/смг) при относительно высокой механической прочности. Они также хорошо воспринимают ударные нагрузки. Благодаря этим свойствам магниевых сплавов их широко применяют в самолетостроении. Из них, в частности, изготовляют сложные и высоконагруженные детали двигателей.
Магниевые сплавы немагнитны и не дают искры при ударах и трении. Эти свойства наряду с низкой плотностью и высокой механической прочностью открывают широкие возможности применения магниевых сплавов для изготовления деталей автомобилей и других средств наземного транспорта, в точном машиностроении, в частности в приборостроении, а также в оптической промышленности, в производстве текстильных, типографских и других машин и автоматов и всевозможных предметов бытового потребления.
В черной металлургии магний применяют в качестве модификатора для получения сверхпрочного чугуна с шаровидными включениями графита.
Благодаря высокой химической активности по отношению к кислороду магний широко применяют в качестве раскислителя и очистителя в производстве стали, отливок из цветных металлов, а также для получения трудновосстановимых металлов (ванадия, хрома, бериллия) из их окисей.
Магний обладает большим сродством к хлору и поэтому применяется как восстановитель при получении титана, циркония, урана и других элементов из их галоидных соединений. Магний применяют также в качестве анода для протекторной антикоррозионной защиты подземных трубопроводов, корпусов морских судов и других стальных конструкций.
В химической промышленности магний применяют для обезвоживания органических соединений и для получения магний-органических соединений, играющих большую роль в органическом синтезе. Способность магния и его сплавов давать при горении яркий свет и развивать высокую температуру используют в пиротехнике и других отраслях промышленности.