Aloi za Magnesiamu: matumizi, uainishaji na sifa

2024 Mwandishi: Howard Calhoun | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-17 10:41

Aloi za Magnesiamu zina idadi ya kipekee ya sifa za kimwili na kemikali, ambazo kuu ni msongamano wa chini na nguvu nyingi. Mchanganyiko wa sifa hizi katika nyenzo na kuongeza ya magnesiamu hufanya iwezekanavyo kuzalisha bidhaa na miundo yenye sifa za juu za nguvu na uzito mdogo.

Sifa za Magnesiamu

Uzalishaji na utumiaji wa magnesiamu viwandani ulianza hivi majuzi - takriban miaka 100 iliyopita. Metali hii ina uzito mdogo, kwa kuwa ina msongamano wa chini kiasi (1.74 g / cmᶟ), upinzani mzuri kwa hewa, alkali, vyombo vya gesi vyenye florini na mafuta ya madini.

Kiwango chake myeyuko ni nyuzi 650. Inaonyeshwa na shughuli nyingi za kemikali hadi mwako wa moja kwa moja kwenye hewa. Nguvu ya mkazo ya magnesiamu safi ni MPa 190, moduli ya elastic ni MPa 4,500, na urefu wa jamaa ni 18%. Ya chuma ina uwezo wa juu wa uchafu (kwa ufanisi inachukua vibrations elastic), ambayo hutoa kwauwezo bora wa kustahimili mshtuko na kupunguza unyeti kwa matukio ya sauti.

Vipengele vingine vya kipengele hiki ni pamoja na uwekaji hewa mzuri wa joto, uwezo mdogo wa kunyonya nyutroni za joto na kuingiliana na mafuta ya nyuklia. Kutokana na mchanganyiko wa sifa hizi, magnesiamu ni nyenzo bora kwa ajili ya kuunda makombora yaliyozibwa ya vipengele vya halijoto ya juu vya vinu vya nyuklia.

Aloi za Magnesiamu zenye metali mbalimbali na ni mojawapo ya vinakisishaji vikali, ambavyo bila hiyo mchakato wa metallothermic hauwezekani.

Katika umbo lake safi, hutumika zaidi kama kiambatanisho cha aloi katika aloi zilizo na alumini, titani na elementi zingine za kemikali. Katika madini ya feri, magnesiamu hutumika kwa uondoaji sulfuri wa kina wa chuma na chuma cha kutupwa, na sifa za metali hii huboreshwa na spheroidization ya grafiti.

Magnesiamu na viungio vya aloi

Viongezeo vya kawaida vya aloi vinavyotumiwa katika aloi zenye msingi wa magnesiamu ni pamoja na vipengele kama vile alumini, manganese na zinki. Kupitia alumini, muundo unaboresha, fluidity na nguvu ya nyenzo huongezeka. Kuanzishwa kwa zinki pia hufanya iwezekanavyo kupata aloi zenye nguvu na saizi iliyopunguzwa ya nafaka. Kwa msaada wa manganese au zirconium, upinzani wa kutu wa aloi za magnesiamu huongezeka.

Ongezeko la zinki na zirconium huongeza nguvu na usaidizi wa mchanganyiko wa chuma. Na uwepo wa ardhi fulani adimuvipengele, kama vile neodymium, cerium, yttrium, n.k., huchangia ongezeko kubwa la upinzani wa joto na uboreshaji wa sifa za kiufundi za aloi za magnesiamu.

Ili kuunda nyenzo zenye mwanga mwingi zenye msongamano wa 1.3 hadi 1.6 g/mᶟ, lithiamu huletwa kwenye aloi. Nyongeza hii inafanya uwezekano wa kupunguza uzito wao kwa nusu ikilinganishwa na mchanganyiko wa chuma cha alumini. Wakati huo huo, viashiria vyao vya plastiki, fluidity, elasticity na utengenezaji hufikia kiwango cha juu zaidi.

Uainishaji wa aloi za magnesiamu

Aloi za Magnesiamu zimeainishwa kulingana na idadi ya vigezo. Hii ni:

• kulingana na mbinu ya uchakataji - kwa utumaji na ulemavu;
• kulingana na kiwango cha usikivu kwa matibabu ya joto - ndani ya isiyo ngumu na ngumu kwa matibabu ya joto;
• kulingana na sifa na matumizi - kwa aloi zinazostahimili joto, nguvu nyingi na matumizi ya jumla;
• kulingana na mfumo wa aloi - kuna vikundi kadhaa vya aloi za magnesiamu isiyoweza kugumu na inayoweza kushika joto.

Aloi za kutupia

Kundi hili linajumuisha aloi pamoja na kuongeza ya magnesiamu, iliyoundwa kwa ajili ya utengenezaji wa sehemu na vipengele mbalimbali kwa kutupwa kwa umbo. Zina sifa tofauti za kiufundi, kulingana na ambazo zimegawanywa katika madarasa matatu:

• nguvu ya wastani;
• nguvu ya juu;
• himili joto.

Kwa upande wa muundo wa kemikali, aloi pia zimegawanywa katika vikundi vitatu:

• alumini + magnesiamu + zinki;
• magnesiamu + zinki + zirconium;
• magnesiamu + ardhi adimuvipengele + zirconium.

Sifa za kutupwa za aloi

Sifa bora zaidi za kutuma kati ya bidhaa za vikundi hivi vitatu zina aloi za alumini na magnesiamu. Wao ni wa darasa la vifaa vya juu (hadi MPa 220), kwa hiyo ni chaguo bora zaidi kwa ajili ya utengenezaji wa sehemu za injini kwa ndege, magari na vifaa vingine vinavyofanya kazi chini ya mizigo ya mitambo na ya joto.

Ili kuongeza sifa za uimara, aloi za alumini-magnesiamu pia hutiwa na vipengele vingine. Lakini uwepo wa uchafu wa chuma na shaba haufai, kwa kuwa vipengele hivi vina athari mbaya juu ya weldability na upinzani wa kutu wa aloi.

Aloi za magnesiamu ya kutupwa hutayarishwa katika aina mbalimbali za vinu vinavyoyeyusha: vinu vinavyopitisha sauti, vinu vya kuwekea gesi, mafuta au umeme, au vinu vya kuwekea umeme.

Vibadilisho maalum na viungio hutumika kuzuia mwako wakati wa kuyeyuka na kumwaga. Castings hutolewa kwa kutupwa kwenye mchanga, plasta na ukungu wa ganda, chini ya shinikizo na kutumia miundo ya uwekezaji.

Aloi za kuchongwa

Ikilinganishwa na aloi za kutupwa, aloi za magnesiamu zinazosuguliwa ni kali, zenye ductile na ngumu zaidi. Zinatumika kwa utengenezaji wa nafasi zilizo wazi kwa kukunja, kushinikiza na kukanyaga. Kama matibabu ya joto ya bidhaa, ugumu hutumika kwa joto la nyuzi 350-410, ikifuatiwa na kupoeza kiholela bila kuzeeka.

Inapokanzwamali ya plastiki ya vifaa vile huongezeka, kwa hiyo, usindikaji wa aloi za magnesiamu hufanyika kwa njia ya shinikizo na kwa joto la juu. Stamping inafanywa kwa digrii 280-480 chini ya vyombo vya habari kwa njia ya kufa imefungwa. Katika kukunja baridi, viambatanisho vya mara kwa mara vya urekebishaji wa fuwele vya kati hufanywa.

Wakati wa kulehemu aloi za magnesiamu, nguvu ya mshono wa bidhaa inaweza kupunguzwa katika sehemu ambapo kulehemu kulifanyika, kutokana na unyeti wa nyenzo hizo kwa joto kupita kiasi.

Sehemu za matumizi ya aloi za magnesiamu

Bidhaa mbalimbali zilizokamilishwa nusu - ingo, slabs, wasifu, laha, kughushi, n.k. huzalishwa kwa kutupwa, urekebishaji na matibabu ya joto ya aloi. Nafasi hizi hutumiwa kwa ajili ya uzalishaji wa vipengele na sehemu za vifaa vya kisasa vya kiufundi, ambapo ufanisi wa uzito wa miundo (uzito uliopunguzwa) una jukumu la kipaumbele wakati wa kudumisha sifa zao za nguvu. Ikilinganishwa na alumini, magnesiamu ni nyepesi mara 1.5, na nyepesi mara 4.5 kuliko chuma.

Kwa sasa, matumizi ya aloi za magnesiamu hutumiwa sana katika anga, magari, kijeshi na viwanda vingine, ambapo gharama zao za juu (baadhi ya darasa zina vipengele vya alloying vya gharama kubwa) inahesabiwa haki kutoka kwa mtazamo wa kiuchumi na uwezekano wa kuunda kifaa cha kudumu zaidi, cha haraka zaidi, chenye nguvu na salama ambacho kinaweza kufanya kazi kwa ufanisi katika hali mbaya zaidi, ikiwa ni pamoja na kukabiliwa na halijoto ya juu.

Kutokana na uwezo wake wa juu wa umeme, aloi hizi ndizo nyenzo bora zaidi kwa ajili ya kuunda vilinda ambavyo hutoa ulinzi wa kielektroniki wa miundo ya chuma, kama vile vipuri vya gari, miundo ya chini ya ardhi, mifumo ya mafuta, vyombo vya baharini, n.k., dhidi ya michakato ya kutu. chini ya ushawishi wa unyevu, maji safi na bahari.

Aloi pamoja na kuongeza magnesiamu pia zimetumika katika mifumo mbalimbali ya uhandisi wa redio, ambapo hutumika kutengenezea mifereji ya sauti kwa njia za ultrasonic ili kuchelewesha mawimbi ya umeme.

Hitimisho

Sekta ya kisasa inaweka mahitaji ya juu zaidi kwa nyenzo kulingana na nguvu zao, upinzani wa uchakavu, ukinzani kutu na utengezaji. Matumizi ya aloi za magnesiamu ni mojawapo ya maeneo yenye kuahidi zaidi, kwa hiyo, utafiti unaohusiana na utafutaji wa mali mpya ya magnesiamu na uwezekano wa matumizi yake hauacha.

Hivi sasa, matumizi ya aloi zenye msingi wa magnesiamu katika uundaji wa sehemu na miundo anuwai hufanya iwezekanavyo kupunguza uzito wao kwa karibu 30% na kuongeza nguvu ya mvutano hadi MPa 300, lakini, kulingana na wanasayansi, hii. iko mbali na kikomo cha chuma hiki cha kipekee.