Magnesiumlegeringar ansökan, klassificering och egenskaper

Magnesiumlegeringar har ett antal unika fysikaliska och kemiska egenskaper, främst bland vilka är låg densitet och hög hållfasthet. Kombinera dessa kvaliteter i materialen med tillsats av magnesium tillåter produkter och strukturer som har höga hållfasthetsegenskaper och låg vikt.

magnesium Specifikationer

Industriell produktion och användning av magnesium är relativt ny - bara cirka 100 år sedan. Denna metall har en låg vikt, eftersom den har en relativt låg densitet (1,74 g / smᶟ) god stabilitet i luft, alkalier, gasformiga medier och som har en fluorhalt i mineraloljor.

dess smältpunkt är 650 grader. Det kännetecknas av hög reaktivitet, tills den spontana förbränningen i luft. Rent magnesium Draghållfasthet är 190 MPa, elasticitetsmodul - 4500 MPa, töjning - 18%. Metall har en hög dämpningskapacitet (effektivt absorberar elastiska vibrationer) som tillhandahåller den med en utmärkt bärbarhet och reducerad chock känslighet för resonansfenomen.

Bland andra särdrag hos detta element är god värmeledningsförmåga, en låg förmåga att absorbera termiska neutroner och interagera med kärnbränslet. På grund av kombinationen av dessa egenskaper hos magnesium är ett idealiskt material för hög temperatur hermetisk skalelement i kärnreaktorer.

Magnesium väl legeras med olika metaller och avser antalet starka reduktionsmedel, vilket är omöjligt utan metallothermy processen.

I ren form är det främst används som dopämne i legeringarna med aluminium, titan, och några andra kemiska element. I järnmetallurgi med magnesium utföres djup avsvavling av stål och gjutjärn, samt förbättrade egenskaper hos den senare genom sfäroidiserande grafit.

Magnesium och dopämnen

De vanligaste dopmedel anbringas på magnesiumbaserade legeringar innefattar element såsom aluminium, mangan och zink. aluminium förbättras genom en struktur ökar fluiditeten och hållfastheten hos materialet. Inledning zink ger också mer hållbara legeringar med reducerad kornstorlek. Användning av mangan eller zirkonium ökar korrosionsbeständigheten för magnesiumlegeringar.

Tillsatsen av zink och zirkonium ger ökad hållfasthet och duktilitet metallosmesey. Och närvaron av vissa sällsynta jordartselement såsom neodym, cerium, yttrium och så vidare., Främjar en signifikant ökning i värmebeständighet och maximera de mekaniska egenskaperna hos magnesiumlegeringar.

Att skapa ultralätta material med en densitet av 1,3 till 1,6 g / tum mᶟ litiumlegeringar införes. Denna tillsats kan minska sin vikt med hälften jämfört med aluminium metallosmesyami. Därmed deras index plasticitet, fluiditet, bearbetbarhet och elasticitet är belägna på en högre nivå.

Klassificerings legeringar med magnesium

Magnesiumlegeringar klassificeras enligt flera kriterier. De är:

• genom metoden enligt bearbetning - genom gjutning och smides;
• enligt graden av känslighet för värmebehandling - på neuprochnyaemye och härdning värmebehandling;
• Egenskaper och tillämpningar - till legering värmebeständigt, hög hållfasthet och allmänt ändamål;
• genom att dopa systemet - det finns flera grupper neuprochnyaemyh och härdas genom värmebehandling smidesmagnesiumlegeringar.

gjutlegeringar

Denna grupp omfattar tillsats av magnesiumlegeringar, som är avsedd för produktion av en mängd olika delar och element av mögel gjutning. De har olika mekaniska egenskaper, beroende på vilken är indelade i tre klasser:

• sredneprochnye;
• hög hållfasthet;
• värmebeständigt.

Enligt den kemiska sammansättningen av legeringar är också uppdelat i tre grupper:

• aluminium + magnesium + zink;
• + Zink + magnesium zirkonium;
• Mg + Zr + sällsynta jordartsmetaller.

Alloy gjutbarhet

Bästa gjutegenskaper bland produkter av dessa tre grupper har aluminium-magnesiumlegeringar. De tillhör den klass av material med hög hållfasthet (220 MPa), så de är det bästa alternativet för att göra motordelar flygplan och andra fordon som arbetar under förhållanden av mekaniska och termiska belastningar.

För att förbättra hållfasthetsegenskaperna hos aluminium-magnesiumlegeringar och andra element är dopad. Men närvaron av föroreningar järn- och koppar är oönskad, eftersom dessa element har en negativ effekt på svetsbarhet och korrosionsbeständigheten hos legeringarna.

Gjutning magnesiumlegeringar framställda i olika typer av smältugnar: en reflektor, en degel med gas, olja eller eluppvärmd degel eller induktionsenheter.

För att förhindra förbränning i processen för smältning och gjutning med användning av speciella flussmedel och tillsatser. Gjutgods framställes genom sandgjutning, skalgjutning och gips, under tryck och med hjälp av investeringsmönster.

smideslegeringar

Jämfört med gjutning, smide magnesiumlegeringar har högre hållfasthet, duktilitet och seghet. De används för tillverkning av förformar metoder valsning, pressning och stansning. Som värmebehandlings produkten appliceras vid en temperatur av 350-410 härdningsgrad, följt av kylning godtyckligt utan åldring.

Vid uppvärmning av plast egenskaperna hos sådana material ökar, så behandling av magnesiumlegeringar utförs med hjälp av tryck och vid höga temperaturer. Stämpling utförs vid 280-480 grader under tryck med hjälp av slutna formar. När kallvalsning genomföres frekvent mellanliggande rekristallisation hybridiserar.

Vid svetsning av magnesium legering produkter sömstyrka kan reduceras på de segment där utförda gelé, på grund av känsligheten av sådana material till överhettning.

Tillämpningsområden genom att lägga magnesiumlegeringar

Genom gjutning metoder, deformation och värmebehandling av legeringar göras olika semi - göt, plattor, profiler, plattor, smidesstycken, etc. Dessa ämnen används för framställning av element och detaljer av moderna tekniska anordningar där vikt spelar en primär roll effektivitetsstrukturer (reducerad vikt) under bibehållande sina hållfasthetsegenskaper. I jämförelse med aluminium magnesium lättare till 1,5 gånger, och med stål - 4,5.

För närvarande är användningen av magnesiumlegeringar allmänt praktiseras inom flyg-, fordons-, militära och andra industrier, där deras höga kostnader (vissa märken innehåller i sin sammansättning ganska dyra legeringselement) är motiverat ur ekonomisk synvinkel, förmågan att skapa mer hållbara, snabb, kraftfull och säkerhet som kan fungera effektivt i extrema förhållanden, inklusive vid höga temperaturer.

Grund av den höga elektriska potentialen, är dessa legeringar är det bästa materialet för att skapa skydd som ger elektrokemiskt skydd av stålkonstruktioner, såsom bildelar, underjordiska strukturer, oljeplattformar, fartyg, etc., från korrosionsprocesser som äger rum under inverkan av fukt, färska och marina vatten.

Legeringar har använts med tillsats av magnesium i de olika radiosystem, i vilka akustiska linjer är gjorda av ultraljudsfördröjningsledningar för elektriska signaler.

slutsats

Modern industri platser allt högre krav på material med avseende på deras styrka, slitstyrka, korrosionsbeständighet och formbarhet. Användningen av magnesiumlegeringar är en av de mest lovande områdena, så att forskning kring sökandet efter nya egenskaper hos magnesium och dess möjliga tillämpningar, inte sluta.

Närvarande, till användningen av magnesiumbaserade legeringar skapa en mängd olika delar och strukturer kan uppnå för att minska sin vikt med nästan 30% och för att öka draghållfastheten hos 300 MPa, men, enligt forskare, är det inte gränsen för denna unika metall.