โลหะผสมแมกนีเซียม: การประยุกต์การจำแนกและคุณสมบัติ

โลหะผสมแมกนีเซียมมีจำนวนเฉพาะคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีหลักซึ่งมีความหนาแน่นต่ำและมีความแข็งแรงสูง การรวมกันของคุณสมบัติเหล่านี้ในวัสดุที่มีการเติมแมกนีเซียมทำให้สามารถผลิตผลิตภัณฑ์และโครงสร้างที่มีลักษณะความแข็งแรงสูงและน้ำหนักต่ำ

ลักษณะของแมกนีเซียม

อุตสาหกรรมการผลิตและการใช้แมกนีเซียมมันเริ่มต้นค่อนข้างเร็ว ๆ นี้ - เพียงประมาณ 100 ปีที่ผ่านมา โลหะนี้มีน้ำหนักเบาเพราะมันมีความหนาแน่นค่อนข้างต่ำ (1.74 กรัม / smᶟ) เสถียรภาพที่ดีในอากาศ, ด่างสื่อก๊าซและมีเนื้อหาฟลูออรีนในน้ำมันแร่

จุดหลอมละลายคือ 650 องศา เป็นลักษณะการเกิดปฏิกิริยาสูงจนการเผาไหม้ที่เกิดขึ้นเองในอากาศ ความแข็งแรงแรงดึงแมกนีเซียมบริสุทธิ์เป็น 190 เมกะปาสคาลโมดูลัสของความยืดหยุ่น - 4500 เมกะพาสคัลยืด - 18% โลหะมีความจุสูงทำให้หมาด ๆ (อย่างมีประสิทธิภาพดูดซับแรงสั่นสะเทือนยืดหยุ่น) ที่ให้มันด้วยการพกพาที่ดีเยี่ยมและการลดความไวช็อตที่จะสะท้อนปรากฏการณ์

ท่ามกลางคุณสมบัติอื่น ๆ ขององค์ประกอบนี้การนำความร้อนที่ดีมีความสามารถในการดูดซับนิวตรอนความร้อนและมีปฏิสัมพันธ์กับเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ต่ำ แมกนีเซียมเป็นส่วนผสมที่เหมาะสำหรับการสร้างเปลือกหอยที่มีอุณหภูมิสูงในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์

แมกนีเซียมหลอมละลายได้ดีกับโลหะที่แตกต่างกันและเป็นหนึ่งในตัวรีดิวซ์ที่แข็งแรงโดยที่กระบวนการ metallothermy เป็นไปไม่ได้

ในรูปแบบของมันบริสุทธิ์ส่วนใหญ่จะใช้เป็น aสารเติมแต่งอัลลอยด์ในโลหะผสมที่มีอลูมิเนียมไททาเนียมและสารเคมีบางชนิด ในอุตสาหกรรมเหล็กและเหล็กกล้าแมกนีเซียมใช้สำหรับการหล่อหลอมเหล็กและเหล็กหล่อแบบลึกและคุณสมบัติของตัวเร่งปฏิกิริยาจะได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้นโดยใช้แกรไฟต์สเฟียรอยด์

แมกนีเซียมและสารเติมแต่ง

เป็นโลหะผสมที่พบมากที่สุดสารเติมแต่งที่ใช้ในโลหะผสมแมกนีเซียมประกอบด้วยธาตุต่างๆเช่นอลูมิเนียมแมงกานีสและสังกะสี อลูมิเนียมช่วยเพิ่มโครงสร้างเพิ่มความลื่นไหลและความแข็งแรงของวัสดุ การแนะนำของสังกะสียังทำให้สามารถได้รับโลหะผสมที่แข็งแรงขึ้นด้วยขนาดเม็ดที่ลดลง ด้วยความช่วยเหลือของแมงกานีสหรือเซอร์โคเนียมความต้านทานการสึกกร่อนของแมกนีเซียมอัลลอยด์จะเพิ่มขึ้น

การเติมสังกะสีและเซอร์โคเนียมให้เพิ่มความแข็งแรงและความเหนียวของโลหะผสม การปรากฏตัวของธาตุดินที่หายากบางอย่างเช่นนีโอดิเมียมซีเรียมเททริออนเป็นต้นก่อให้เกิดความต้านทานต่อความร้อนและสมบัติเชิงกลของแมกนีเซียมอัลตราไวโอเลตที่เพิ่มขึ้นอย่างมาก

เพื่อสร้างวัสดุเบา ๆ ที่มีความหนาแน่นจาก 1.3 ถึง 1.6 g / mᶟ lithium ถูกนำเข้าสู่อัลลอยด์ สารเติมแต่งนี้ช่วยลดน้ำหนักได้ครึ่งหนึ่งเมื่อเทียบกับสารผสมโลหะอลูมิเนียม ในขณะเดียวกันตัวชี้วัดความเหนียวแน่นความยืดหยุ่นความยืดหยุ่นและความสามารถในการผลิตได้ดีขึ้นในระดับที่สูงขึ้น

การจัดประเภทของโลหะผสมที่มีแมกนีเซียม

แมกนีเซียมอัลลอยด์ถูกแบ่งย่อยตามเกณฑ์ต่างๆ เหล่านี้คือ:

• โดยวิธีการแปรรูป - ในโรงหล่อและแปรรูป;
• โดยระดับของความไวต่อการรักษาความร้อน - ไม่แข็งและแข็งโดยการรักษาความร้อน;
• เกี่ยวกับคุณสมบัติและทรงกลมของการใช้ - บนโลหะผสมทนความร้อนแรงสูงและวัตถุประสงค์ทั่วไป
• โดยระบบยาสลบ - มีหลายกลุ่มที่ไม่เสถียรและแข็งตัวโดยการหล่อเย็นด้วยแมกนีเซียมที่ทนความร้อนได้

หล่อโลหะผสม

กลุ่มนี้รวมถึงโลหะผสมที่มีการเติมแมกนีเซียมมีไว้สำหรับการผลิตชิ้นส่วนและองค์ประกอบต่างๆโดยวิธีการหล่อรูป พวกเขามีคุณสมบัติทางกลที่แตกต่างกันซึ่งขึ้นอยู่กับที่แบ่งออกเป็นสามชั้น:

• sredneprochnye;
• มีความแข็งแรงสูง;
• ทนความร้อนได้

องค์ประกอบทางเคมีของโลหะผสมยังแบ่งออกเป็นสามกลุ่ม:

• อลูมิเนียม + แมกนีเซียม + สังกะสี;
• แมกนีเซียม + สังกะสี + เซอร์โคเนียม
• แมกนีเซียม + ธาตุดิน + เซอร์โคเนียม

คุณสมบัติการหล่อโลหะผสม

คุณสมบัติของผลิตภัณฑ์หล่อลื่นที่ดีที่สุดทั้งสามกลุ่มนี้มีอลูมิเนียม - แมกนีเซียมอัลลอยด์ พวกเขาอยู่ในกลุ่มของวัสดุที่มีความแข็งแรงสูง (สูงถึง 220 MPa) และเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับการผลิตชิ้นส่วนเครื่องยนต์เครื่องบินรถยนต์และอุปกรณ์อื่น ๆ ที่ทำงานภายใต้แรงกดทางกลและความร้อน

เพื่อปรับปรุงลักษณะความแข็งแรงโลหะผสมอลูมิเนียมแมกนีเซียมผสมกับธาตุอื่น ๆ แต่การมีสิ่งสกปรกจากเหล็กและทองแดงเป็นสิ่งที่ไม่พึงปรารถนาเนื่องจากองค์ประกอบเหล่านี้มีผลเสียต่อความสามารถในการเชื่อมและการกัดกร่อนของโลหะผสม

โลหะผสมแมกนีเซียมหล่อถูกจัดเตรียมขึ้นในเตาเผาชนิดต่างๆ: ในการสะท้อนแสงในเบ้าหลอมโลหะความร้อนด้วยแก๊สน้ำมันหรือไฟฟ้าหรือในโรงงานที่เหนี่ยวนำให้เกิดการเหนี่ยวนำ

เพื่อป้องกันการเผาไหม้ระหว่างการหลอมและเมื่อหล่อใช้ฟลักซ์และสารเติมแต่งพิเศษ หล่อถูกผลิตโดยการหล่อด้วยทรายยิปซั่มและเปลือกหอยภายใต้ความกดดันและใช้แบบจำลองที่หลอมละลาย

โลหะผสมที่ไม่เป็นรูปเป็นชิ้น

เมื่อเทียบกับโรงหล่อแมกนีเซียมที่ไม่เป็นรูปเป็นชิ้นโลหะผสมมีความคงทนต่อการเหนียวและหนืด พวกเขาจะใช้สำหรับการผลิตช่องว่างโดยการรีดกดและปั๊ม ในการบำบัดความร้อนของผลิตภัณฑ์การชุบแข็งถูกนำมาใช้ที่อุณหภูมิ 350-410 องศาตามมาด้วยการระบายความร้อนโดยพลการโดยไม่เกิดริ้วรอย

เมื่อถูกให้ความร้อนคุณสมบัติของพลาสติกเช่นวัสดุจะเพิ่มขึ้นดังนั้นการรักษาแมกนีเซียมอัลลอยจะกระทำโดยการกดและที่อุณหภูมิสูง การประทับอยู่ที่ 280-480 องศาภายใต้การกดด้วยแสตมป์ปิด ในระหว่างการรีดเย็นการทับด้วยการตกผลึกซ้ำ ๆ เป็นขั้นกลาง

เมื่อเชื่อมโลหะผสมแมกนีเซียมความแข็งแรงของตะเข็บของผลิตภัณฑ์สามารถลดลงในส่วนที่เชื่อมได้ดำเนินการเนื่องจากความไวของวัสดุดังกล่าวกับความร้อนสูงเกินไป

ทรงกลมของการใช้โลหะผสมด้วยแมกนีเซียม

ผ่านวิธีการหล่อ, การเปลี่ยนรูปและการประมวลผลความร้อนของโลหะผสมทำให้ผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปต่างๆ - แท่ง, แผ่น, ส่วนกำหนดค่า, แผ่น, สิ่งเจือปน ฯลฯ ช่องว่างเหล่านี้ใช้สำหรับการผลิตชิ้นส่วนและชิ้นส่วนของอุปกรณ์ทางเทคนิคที่ทันสมัยซึ่งมีบทบาทสำคัญในด้านน้ำหนักของโครงสร้าง (ลดมวล) ในขณะที่รักษาความแข็งแรงไว้ แมกนีเซียมมีน้ำหนักเบากว่าเหล็กกล้า 1.5 เท่าและมีเหล็กประมาณ 4.5 เท่า

ขณะนี้การใช้แมกนีเซียมอัลลอยด์มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมยานยนต์อุตสาหกรรมการทหารและอุตสาหกรรมอื่น ๆ ซึ่งค่าใช้จ่ายสูง (บางยี่ห้ออาจมีส่วนประกอบของอัลลอยที่มีค่าใช้จ่ายค่อนข้างสูง) มีความเป็นธรรมทางเศรษฐกิจด้วยความเป็นไปได้ที่จะสร้างเทคนิคที่คงทนรวดเร็วมีประสิทธิภาพและปลอดภัยที่สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ สภาวะที่รุนแรงรวมทั้งเมื่อสัมผัสกับอุณหภูมิสูง

เนื่องจากมีศักยภาพในการใช้ไฟฟ้าสูงโลหะผสมเป็นวัสดุที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการสร้างอุปกรณ์ป้องกันที่ช่วยป้องกันโครงสร้างทางไฟฟ้าเช่นชิ้นส่วนรถยนต์โครงสร้างใต้ดินแท่นขุดเจาะน้ำมันเรือเดินทะเล ฯลฯ จากกระบวนการกัดกร่อนที่เกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของความชื้นน้ำจืดและน้ำทะเล

ใช้โลหะผสมกับแมกนีเซียมและในระบบวิศวกรรมวิทยุต่างๆซึ่งผลิตสายเสียงของสายอัลตราโซนิกสำหรับการล่าช้าของสัญญาณไฟฟ้า

ข้อสรุป

อุตสาหกรรมสมัยใหม่มีมากขึ้นเรื่อย ๆความต้องการสูงในวัสดุในแง่ของความแข็งแรงของพวกเขาทนต่อการสึกหรอทนต่อการกัดกร่อนและ processability การใช้แมกนีเซียมอัลลอยด์เป็นหนึ่งในทิศทางที่มีแนวโน้มมากที่สุดดังนั้นการศึกษาเกี่ยวกับการค้นหาคุณสมบัติใหม่ของแมกนีเซียมและความเป็นไปได้ในการใช้งานของมันไม่ได้หยุดชะงัก

ปัจจุบันการใช้โลหะผสมขึ้นอยู่กับแมกนีเซียมในการสร้างความหลากหลายของชิ้นส่วนและโครงสร้างสามารถบรรลุการลดน้ำหนักของพวกเขาโดยเกือบ 30% และเพิ่มความแข็งแรงถึง 300 MPa แต่ตามที่นักวิทยาศาสตร์นี้ไม่ได้เป็นวงเงินสำหรับโลหะที่ไม่ซ้ำกันนี้