سبائك المغنيسيوم: التطبيق والتصنيف والخصائص

سبائك المغنيسيوم لديها عدد من الخصائص الفيزيائية والكيميائية الفريدة، والتي هي الرئيسية التي منخفضة الكثافة وقوة عالية. مزيج من هذه الصفات في المواد مع إضافة المغنيسيوم يجعل من الممكن لإنتاج المنتجات والهياكل التي لها خصائص قوة عالية والوزن المنخفض.

خصائص المغنيسيوم

بدأ الإنتاج الصناعي واستخدام المغنيسيوم مؤخرا نسبيا - قبل حوالي 100 سنة فقط. هذا المعدن يحتوي على كتلة صغيرة، حيث أنه يحتوي على كثافة منخفضة نسبيا (1.74 جم / سم)، استقرار جيد في الهواء، القلويات، وسائل الإعلام الغازية مع محتوى الفلور والزيوت المعدنية.

درجة انصهار 650 درجة. ويتميز النشاط الكيميائي عالية تصل إلى الاحتراق التلقائي في الهواء. قوة المغنيسيوم النقي هو 190 ميغاباسكال، معامل المرونة هو 4،500 ميغاباسكال، واستطالة هو 18٪. المعدن لديه قدرة التخميد عالية (يمتص بشكل فعال الاهتزازات المرنة)، الذي يوفر ذلك مع التسامح الصدمة ممتازة وتقليل الحساسية للظواهر الرنانة.

وتشمل الميزات الأخرى لهذا العنصر التوصيل الحراري الجيد، وانخفاض القدرة على امتصاص النيوترونات الحرارية والتفاعل مع الوقود النووي. بسبب مزيج من هذه الخصائص، والمغنيسيوم هو مادة مثالية لخلق قذائف المحكم من عناصر درجة حرارة عالية من المفاعلات النووية.

المغنيسيوم الصمامات جيدا مع المعادن المختلفة و هي واحدة من عوامل الحد قوية، التي بدونها ميتالوثيرمي عملية مستحيلة.

في شكل نقي، وهي تستخدم أساسا كدوبانت في سبائك الألومنيوم، التيتانيوم وبعض العناصر الكيميائية الأخرى. في المعادن الحديدية بمساعدة من المغنيسيوم، يتم إزالة الكبريت العميق من الصلب والحديد الزهر بها، ويتم تحسين خصائص هذا الأخير عن طريق كرويديزاتيون الجرافيت.

المغنيسيوم وسبائك المضافات

ومن بين أكثر إضافات السبائك شيوعا في السبائك القائمة على المغنيسيوم عناصر مثل الألمنيوم والمنغنيز والزنك. الألومنيوم يحسن هيكل، يزيد سيولة وقوة من المواد. إدخال الزنك أيضا يجعل من الممكن الحصول على سبائك أقوى مع انخفاض حجم الحبوب. مع مساعدة من المنغنيز أو الزركونيوم، ومقاومة التآكل من سبائك المغنيسيوم يزيد.

إضافة الزنك و الزركونيوم يوفر زيادة قوة و ليونة من مخاليط المعادن. ووجود بعض العناصر الأرضية النادرة، على سبيل المثال، النيوديميوم، السيريوم، الإيتريوم، وما إلى ذلك، يساهم في زيادة كبيرة في مقاومة الحرارة وتعظيم الخواص الميكانيكية لسبائك المغنيسيوم.

لإنشاء مواد خفيفة مع كثافة من 1.3 إلى 1.6 جم / مᶟ، يتم إدخال الليثيوم في السبائك. هذه الإضافة تجعل من الممكن للحد من وزنها إلى النصف بالمقارنة مع جداول الألومنيوم والمعادن. في نفس الوقت، مؤشراتها من ليونة، سيولة، مرونة و مانوفاكتورابيليتي تأتي إلى مستوى أعلى.

تصنيف السبائك بالمغنيسيوم

وتنقسم سبائك المغنيسيوم وفقا لعدد من المعايير. وهذه هي:

• بواسطة طريقة المعالجة - على مسبك وتشوه.
• بواسطة درجة من الحساسية إلى المعالجة الحرارية - على غير تصلب وتصلب بواسطة المعالجة الحرارية.
• على خصائص ومجالات التطبيق - على سبائك مقاومة للحرارة، عالية القوة والأغراض العامة.
• بواسطة نظام المنشطات - هناك عدة مجموعات من سبائك غير قابلة للإنكسار وتعزز الحرارة المغنيسيوم تشوه.

مسبك السبائك

وتشمل هذه المجموعة سبائك مع إضافة المغنيسيوم، وتهدف إلى إنتاج أجزاء مختلفة وعناصر بواسطة طريقة صب على شكل. لديهم خصائص ميكانيكية مختلفة، اعتمادا على التي تنقسم إلى ثلاث فئات:

• sredneprochnye.
• قوة عالية.
• مقاومة للحرارة.

وينقسم التركيب الكيميائي للسبائك أيضا إلى ثلاث مجموعات:

• الألومنيوم + المغنيسيوم + الزنك.
• المغنيسيوم + الزنك + الزركونيوم.
• المغنيسيوم + الأتربة النادرة + الزركونيوم.

مسبك خصائص سبائك

أفضل خصائص الصب بين منتجات هذه المجموعات الثلاث هي سبائك الألومنيوم والمغنيسيوم. وهي تنتمي إلى فئة المواد عالية القوة (تصل إلى 220 ميجا باسكال)، وبالتالي فهي أفضل خيار لتصنيع أجزاء من محركات الطائرات والسيارات وغيرها من المعدات العاملة تحت الأحمال الميكانيكية والحرارية.

لزيادة خصائص القوة، سبائك الألومنيوم والمغنيسيوم هي سبائك مع عناصر أخرى. ولكن وجود الشوائب من الحديد والنحاس غير مرغوب فيه، لأن هذه العناصر لها تأثير سلبي على قابلية اللحام ومقاومة التآكل من السبائك.

يتم تحضير سبائك المغنيسيوم مسبك في أنواع مختلفة من أفران الصهر: في عاكس، في بوتقة مع الغاز أو النفط أو التدفئة الكهربائية أو في محطات تحريض بوتقة.

لمنع الاحتراق أثناء عملية ذوبان وخلال الصب، يتم استخدام تدفق خاص والمواد المضافة. يتم إنتاج المصبوبات عن طريق الصب في قوالب الرمل والجبس والقشرة، تحت الضغط واستخدام النماذج الذائبة.

سبائك تشوه

بالمقارنة مع مسبك، سبائك المغنيسيوم تشوه هي أكثر دواما، الدكتايل واللزج. وهي تستخدم لإنتاج الفراغات من قبل المتداول، وطرق الضغط والطرق. كما المعالجة الحرارية للمنتجات، يتم تطبيق هدأ في درجة حرارة 350-410 درجة، تليها التبريد التعسفي دون الشيخوخة.

عندما تسخن، والخصائص البلاستيكية من هذه المواد زيادة، لذلك يتم إجراء العلاج من سبائك المغنيسيوم عن طريق الضغط وفي درجات حرارة عالية. يتم تنفيذ ختم في 280-480 درجة تحت الضغط بواسطة الطوابع مغلقة. خلال البارد المتداول، يتم تنفيذ تكرارات التبلور المتوسطة المتكررة بها.

عند لحام سبائك المغنيسيوم، يمكن خفض قوة التماس المنتج على قطاعات حيث تم تنفيذ اللحام، بسبب حساسية هذه المواد إلى ارتفاع درجة الحرارة.

مجالات تطبيق السبائك مع إضافة المغنيسيوم

من خلال طرق الصب والتشوه والمعالجة الحرارية للسبائك ، يتم إنتاج مختلف المنتجات شبه المصنعة - سبائك، لوحات، وملامح، صفائح، المطروقات، الخ. وتستخدم هذه الفراغات لإنتاج عناصر وأجزاء من الأجهزة التقنية الحديثة، حيث يلعب دور الأولوية بكفاءة وزن الهياكل (خفض الكتلة) مع الحفاظ على خصائص قوتها. بالمقارنة مع الألومنيوم، والمغنيسيوم هو 1.5 مرة أخف وزنا، ومع الصلب، 4.5.

وفي الوقت الراهن، يمارس استخدام سبائك المغنيسيوم على نطاق واسع في صناعة الطيران والسيارات والعسكرية وغيرها من الصناعات، حيث التكلفة العالية (بعض العلامات التجارية تحتوي على عناصر السبائك مكلفة إلى حد ما) له ما يبرره من الناحية الاقتصادية من خلال إمكانية خلق أكثر دواما وسريعة وقوية وآمنة ، والتي يمكن أن تعمل بشكل فعال في ظل الظروف القاسية، بما في ذلك عندما تتعرض لدرجات حرارة عالية.

نظرا لقدراتها الكهربائية العالية، هذه السبائك هي المادة المثلى لإنشاء حماة التي توفر الحماية الكهروكيميائية للهياكل الفولاذية، على سبيل المثال، قطع غيار السيارات، والهياكل تحت الأرض، ومنصات النفط، والسفن البحرية، وما إلى ذلك، من عمليات تآكل تحدث تحت تأثير الرطوبة والطازجة والبحرية المياه.

وجدنا استخدام السبائك مع إضافة المغنيسيوم وفي مختلف أنظمة الهندسة الراديوية، حيث جعل خطوط الصوت للخطوط الموجات فوق الصوتية لتأخير الإشارات الكهربائية.

استنتاج

الصناعة الحديثة تضع مطالب أعلى من أي وقت مضى على المواد فيما يتعلق قوتها، ومقاومة التآكل، ومقاومة التآكل وعملية. استخدام سبائك المغنيسيوم هو واحد من أكثر الاتجاهات الواعدة، لذلك، الدراسات المتعلقة بالبحث عن خصائص جديدة من المغنيسيوم وإمكانيات استخدامه لا تتوقف.

حاليا، واستخدام السبائك القائمة على المغنيسيوم في خلق مجموعة متنوعة من الأجزاء والهياكل يسمح لك لتحقيق خفض في وزنهم بنسبة 30٪ تقريبا وزيادة القوة إلى 300 ميجا باسكال، ولكن، وفقا للعلماء، وهذا ليس الحد الأقصى لهذا المعدن الفريد.