Магнезиумски легури: примена, класификација и својства

Магнезиумските легури имаат голем број на уникатни физички и хемиски својства, главни од кои се ниска густина и висока јачина. Комбинацијата на овие квалитети во материјалите со додавање на магнезиум овозможува да се произведуваат производи и структури кои имаат висока јачина и мала тежина.

Карактеристики на магнезиум

Индустриското производство и употребата на магнезиум почнаа релативно неодамна - пред околу 100 години. Овој метал има мала маса, бидејќи има релативно ниска густина (1,74 g / cm2), добра стабилност во воздухот, алкалии, гасовити медиуми со содржина на флуор и минерални масла.

Точката на топење е 650 степени. Се карактеризира со висока хемиска активност до спонтано согорување во воздухот. Јачината на чист магнезиум е 190 MPa, модулот на еластичност е 4.500 MPa, издолжувањето е 18%. Металот има висока способност за амортизација (ефикасно ги апсорбира еластичните вибрации), што овозможува одлична отпорност на шок и намалена чувствителност на резонантните феномени.

Други карактеристики на овој елемент вклучуваат добра топлинска спроводливост, мала способност да апсорбираат топлински неутрони и да комуницираат со нуклеарно гориво. Поради комбинацијата на овие својства, магнезиумот е идеален материјал за создавање на херметички школки на високотемпературни елементи на нуклеарни реактори.

Магнезиумот добро се вклопува со различни метали и е еден од силните агенси за редукција, без кој процесот на металотермија е невозможен.

Во чиста форма, главно се користи како допант во легури со алуминиум, титан и некои други хемиски елементи. Во црна металургија со помош на магнезиум, се врши длабинска десулфуризација на челик и леано железо, а својствата на вторите се подобруваат со помош на сфероидизацијата на графитот.

Магнезиум и легирачки адитиви

Меѓу најчестите легирачки адитиви употребени во легурите базирани на магнезиум се елементите како алуминиум, манган и цинк. Алуминиум ја подобрува структурата, ја зголемува флуидноста и јачината на материјалот. Воведувањето на цинк, исто така, овозможува да се добијат посилни легури со намалена големина на зрна. Со помош на манган или циркониум се зголемува отпорноста на корозија на легури на магнезиум.

Дополнувањето на цинк и циркониум обезбедува зголемена јачина и еластичност на металните мешавини. И присуството на одредени ретки земни елементи, на пример, неодимиум, цериум, иттриум, итн, придонесува за значително зголемување на отпорноста на топлина и максимизација на механичките својства на магнезиумските легури.

За да се создадат ултралесни материјали со густина од 1,3 до 1,6 g / mᶟ, во легурите се воведува литиум. Овој додаток овозможува да се намали нивната тежина за половина во споредба со алуминиумски метални скали. Во исто време, нивните показатели за еластичност, флуидност, еластичност и manufacturability доаѓаат на повисоко ниво.

Класификација на легури со магнезиум

Магнезиумските легури се поделени според голем број критериуми. Ова се:

• Со методот на обработка - на леење и деформирачки;
• Со степенот на чувствителност на термичка обработка - на не-појачан и стврднат со термичка обработка;
• На својства и сфери на примена - на легури отпорни на топлина, висока јачина и општа намена;
• Со допинг-системот - постојат неколку групи на непробојни легури и магниеви легури кои се засилени со топлина.

Летни легури

Оваа група вклучува легури со додавање на магнезиум, наменети за производство на различни делови и елементи со методот на обликување. Тие имаат различни механички својства, во зависност од кои се поделени во три класи:

• Средна сила;
• Висока јачина;
• Отпорен на топлина.

Хемискиот состав на легури се поделени во три групи:

• Алуминиум + магнезиум + цинк;
• Магнезиум + цинк + циркониум;
• Магнезиум + ретки Земји + циркониум.

Летни својства на легури

Најдобрите кастинг својства меѓу производите на овие три групи се алуминиум-магнезиумските легури. Тие припаѓаат на класата на материјали со висока јачина (до 220 MPa), и затоа се најдобрата опција за производство на делови од авиони мотори, автомобили и друга опрема која работи под механички и термални товари.

За да се зголемат цврстите карактеристики, алуминиум-магнезиумските легури се легирани со други елементи. Но, присуството на нечистотии од железо и бакар е непожелно, бидејќи овие елементи имаат негативен ефект врз зависноста и корозивната отпорност на легурите.

Леарните магнезиумски легури се подготвуваат во различни типови на печки за топење: во рефлектирачки, во пресудни моменти со гас, нафта или електричното греење или во постројките за индукција на пресудни моменти.

За да се спречи согорувањето за време на процесот на топење и за време на леење, се користат специјални флукс и адитиви. Одлеаноците се произведуваат со кастинг во песок, гипс и школка, под притисок и со користење на топени модели.

Деформирани легури

Во споредба со леарница, деформирачките легури на магнезиум се потрајни, нодуларни и слатки. Тие се користат за производство на празни места со валање, притискање и печат. Како термичка обработка на производи, калењето се применува на температура од 350-410 степени, проследено со произволно ладење без стареење.

Кога се загреваат, пластичните својства на таквите материјали се зголемуваат, така што третманот на магнезиумските легури се врши со притисок и при високи температури. Печат се изведува на 280-480 степени под преси со затворени марки. За време на ладно валање, се спроведуваат чести средно рекристализирање.

При заварување на магнезиумските легури, јачината на производот на производот може да се намали на сегментите каде што беше извршено заварувањето, поради чувствителноста на овие материјали за прегревање.

Сфери на примена на легури со додавање на магнезиум

Со помош на методи на кастинг, деформација и термичка обработка на легури , се произведуваат различни полупроизводи - инготи, плочи, профили, листови, кованици и сл. Овие празнини се користат за производство на елементи и делови од современи технички уреди, при што приоритетната улога ја има тежинската ефикасност на структурите (намалената маса), притоа одржувајќи ги нивните цврсти карактеристики. Во споредба со алуминиум, магнезиумот е 1,5 пати полесен, а со челик, 4,5.

Моментално, употребата на легури на магнезиум во голема мера се практикува во воздушната, автомобилската, воената и во другите индустрии, каде што нивната висока цена (некои брендови содржат прилично скапи легирање елементи) е оправдана од економска гледна точка со можноста за создавање потрајни, брзи, моќни и безбедни техники , Кои можат ефикасно да работат во екстремни услови, вклучувајќи и кога се изложени на високи температури.

Поради нивниот висок електричен потенцијал, овие легури се оптимален материјал за создавање на заштитници кои обезбедуваат електрохемиска заштита на челични конструкции, на пример, делови од автомобили, подземни конструкции, нафтени платформи, морски садови и слично, од корозивни процеси кои се случуваат под влијание на влага, свеж и морски Вода.

Ние пронајдовме употреба на легури со додавање на магнезиум и во разни системи за радио инженеринг, каде што прават звучни линии за ултразвучни линии за одложување на електричните сигнали.

Заклучок

Современата индустрија поставува сѐ поголеми барања за материјали во однос на нивната сила, отпорност на абење, отпорност на корозија и преработка. Употребата на легури на магнезиум е една од најобесправите насоки, па затоа студиите поврзани со потрагата по нови својства на магнезиум и можностите за негова употреба не запираат.

Во моментов, употребата на легури базирани на магнезиум во создавањето на различни делови и структури ви овозможува да постигнете намалување на нивната тежина за речиси 30% и да ја зголемите силата на 300 MPa, но, според научниците, ова не е граница за овој уникатен метал.