Maqnezium ərintiləri: tətbiqi, təsnifatı və xassələri

2024 Müəllif: Howard Calhoun | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2023-12-17 10:18

Maqnezium ərintiləri bir sıra unikal fiziki və kimyəvi xassələrə malikdir, bunlardan başlıcası aşağı sıxlıq və yüksək möhkəmlikdir. Materiallarda bu keyfiyyətlərin maqnezium əlavəsi ilə birləşməsi yüksək möhkəmlik xüsusiyyətlərinə və aşağı çəkiyə malik məhsullar və strukturlar istehsal etməyə imkan verir.

Maqnezium xüsusiyyətləri

Maqneziumun sənaye istehsalı və istifadəsi nisbətən yaxınlarda - cəmi 100 il əvvəl başlamışdır. Bu metal nisbətən aşağı sıxlığa (1,74 q/smᶟ), havaya, qələvilərə, tərkibində flüor və mineral yağlar olan qaz mühitinə yaxşı müqavimət göstərdiyi üçün aşağı kütləə malikdir.

Onun ərimə nöqtəsi 650 dərəcədir. Havada öz-özünə yanmağa qədər yüksək kimyəvi aktivliklə xarakterizə olunur. Təmiz maqneziumun dartılma gücü 190 MPa, elastik modulu 4500 MPa, nisbi uzanması isə 18% təşkil edir. Metal yüksək sönümləmə qabiliyyətinə malikdir (effektiv şəkildə elastik vibrasiyaları udur), bu da onu təmin edirəla şok dözümlülüyü və rezonans hadisələrə həssaslığın azalması.

Bu elementin digər xüsusiyyətlərinə yaxşı istilik keçiriciliyi, istilik neytronlarını udmaq və nüvə yanacağı ilə qarşılıqlı təsir göstərmək qabiliyyəti daxildir. Bu xassələrin birləşməsinə görə maqnezium nüvə reaktorlarının yüksək temperatur elementlərinin hermetik möhürlənmiş qabıqlarını yaratmaq üçün ideal materialdır.

Maqnezium müxtəlif metallarla yaxşı ərintilərə malikdir və güclü reduksiyaedici maddələrdən biridir, onsuz metalotermik proses qeyri-mümkündür.

Təmiz formada əsasən alüminium, titan və bəzi digər kimyəvi elementlərlə ərintilərdə alaşımlı əlavə kimi istifadə olunur. Qara metallurgiyada maqnezium polad və çuqunun dərin kükürdsüzləşdirilməsi üçün istifadə olunur və sonuncunun xassələri qrafit sferoidləşməsi ilə yaxşılaşdırılır.

Maqnezium və alaşımlı əlavələr

Maqnezium əsaslı ərintilərdə istifadə olunan ən çox yayılmış ərinti əlavələrinə alüminium, manqan və sink kimi elementlər daxildir. Alüminium vasitəsilə struktur yaxşılaşır, materialın axıcılığı və gücü artır. Sinkin tətbiqi həmçinin azaldılmış taxıl ölçüsü ilə daha güclü ərintilər əldə etməyə imkan verir. Manqan və ya sirkoniumun köməyi ilə maqnezium ərintilərinin korroziyaya davamlılığı artır.

Sink və sirkoniumun əlavə edilməsi metal qarışıqların artan möhkəmliyini və çevikliyini təmin edir. Və müəyyən nadir torpaqların olmasıneodimium, serium, itrium və s. kimi elementlər istilik müqavimətinin əhəmiyyətli dərəcədə artmasına və maqnezium ərintilərinin mexaniki xassələrinin maksimallaşdırılmasına kömək edir.

1,3 - 1,6 q/mᶟ sıxlığı olan ultra yüngül materiallar yaratmaq üçün ərintilərə litium daxil edilir. Bu əlavə, alüminium metal qarışıqları ilə müqayisədə onların çəkisini yarıya endirməyə imkan verir. Eyni zamanda, onların plastiklik, axıcılıq, elastiklik və istehsal qabiliyyəti göstəriciləri daha yüksək səviyyəyə çatır.

Maqnezium ərintilərinin təsnifatı

Maqnezium ərintiləri bir sıra meyarlara görə təsnif edilir. Bu:

• emal üsuluna görə - tökmə və deformasiya üçün;
• istilik emalına həssaslıq dərəcəsinə görə - bərkiməmiş və istilik müalicəsi ilə bərkimiş;
• xassəyə və tətbiqlərə görə - istiliyədavamlı, yüksək möhkəmliyə malik və ümumi təyinatlı ərintilər üçün;
• aşınma sisteminə görə - bərkiməyən və istiliklə bərkidilə bilən işlənmiş maqnezium ərintilərinin bir neçə qrupu var.

Tökmə ərintiləri

Bu qrupa müxtəlif hissələrin və elementlərin formalı tökmə yolu ilə istehsalı üçün nəzərdə tutulmuş maqnezium əlavəsi ilə ərintilər daxildir. Onlar müxtəlif mexaniki xassələrə malikdirlər, bunlardan asılı olaraq üç sinfə bölünürlər:

• orta güc;
• yüksək güc;
• istiliyədavamlı.

Kimyəvi tərkibinə görə ərintilər də üç qrupa bölünür:

• alüminium + maqnezium + sink;
• maqnezium + sink + sirkonium;
• maqnezium + nadir torpaqelementlər + sirkonium.

Ərintilərin tökmə xüsusiyyətləri

Bu üç qrupun məhsulları arasında ən yaxşı tökmə xüsusiyyətləri alüminium-maqnezium ərintilərinə malikdir. Onlar yüksək möhkəmlikli materiallar sinfinə aiddir (220 MPa-a qədər), buna görə də mexaniki və istilik yükləri altında işləyən təyyarələr, avtomobillər və digər avadanlıqlar üçün mühərrik hissələrinin istehsalı üçün ən yaxşı seçimdir.

Güc xüsusiyyətlərini artırmaq üçün alüminium-maqnezium ərintiləri də digər elementlərlə ərintilənir. Lakin dəmir və mis çirklərinin olması arzuolunmazdır, çünki bu elementlər ərintilərin qaynaq qabiliyyətinə və korroziyaya davamlılığına mənfi təsir göstərir.

Tökmə maqnezium ərintiləri müxtəlif ərimə sobalarında hazırlanır: reverberator sobaları, qaz, neft və ya elektrik qızdırıcısı olan tigel sobaları və ya tige induksiya sobaları.

Əritmə və tökmə zamanı yanmanın qarşısını almaq üçün xüsusi axınlar və əlavələrdən istifadə olunur. Dökümlər qum, suvaq və qabıqlı qəliblərdə təzyiq altında və investisiya modellərindən istifadə etməklə tökülərək istehsal olunur.

Dövülmüş ərintilər

Tökmə ərintiləri ilə müqayisədə, işlənmiş maqnezium ərintiləri daha güclü, daha çevik və daha sərtdir. Onlar yayma, presləmə və ştamplama ilə blankların istehsalı üçün istifadə olunur. Məhsulların istilik müalicəsi kimi sərtləşmə 350-410 dərəcə temperaturda istifadə olunur, ardınca qocalmadan özbaşına soyudulur.

Qızdırdıqdabelə materialların plastik xassələri artır, buna görə də maqnezium ərintilərinin emalı təzyiq vasitəsi ilə və yüksək temperaturda həyata keçirilir. Ştamplama preslər altında 280-480 dərəcə qapalı kalıplar vasitəsilə aparılır. Soyuq yaymada tez-tez aralıq yenidən kristallaşma tavlamaları həyata keçirilir.

Maqnezium ərintilərini qaynaq edərkən, bu cür materialların həddindən artıq istiləşməyə həssaslığına görə, qaynaq aparılan seqmentlərdə məhsulun tikişinin möhkəmliyi azala bilər.

Maqnezium ərintilərinin tətbiq sahələri

Ərintilərin tökülməsi, deformasiyası və istilik müalicəsi ilə müxtəlif yarımfabrikatlar - külçələr, plitələr, profillər, təbəqələr, döymələr və s. Bu blanklar müasir texniki cihazların elementlərinin və hissələrinin istehsalı üçün istifadə olunur, burada konstruksiyaların çəki səmərəliliyi (azaldılmış çəki) güc xüsusiyyətlərini qoruyarkən prioritet rol oynayır. Alüminiumla müqayisədə maqnezium 1,5 dəfə, poladdan isə 4,5 dəfə yüngüldür.

Hazırda maqnezium ərintilərinin istifadəsi aerokosmik, avtomobil, hərbi və digər sənaye sahələrində geniş tətbiq olunur, burada onların yüksək qiyməti (bəzi çeşidlər kifayət qədər bahalı ərinti elementləri ehtiva edir) iqtisadi baxımdan əsaslandırılır. ekstremal şəraitdə, o cümlədən yüksək temperaturlara məruz qaldıqda effektiv işləyə bilən daha davamlı, daha sürətli, güclü və təhlükəsiz avadanlıq yaratmaq imkanı.

Yüksək elektrik potensialına görə, bu ərintilər avtomobil hissələri, yer altı konstruksiyalar, neft platformaları, dəniz gəmiləri və s. kimi polad konstruksiyaların baş verən korroziya proseslərindən elektrokimyəvi mühafizəsini təmin edən qoruyucuların yaradılması üçün optimal materialdır. rütubətin, şirin və dəniz suyunun təsiri altında.

Maqnezium əlavə edilmiş ərintilər müxtəlif radiotexnika sistemlərində də istifadə edilmişdir, burada onlardan elektrik siqnallarını gecikdirmək üçün ultrasəs xətləri üçün səs kanalları hazırlamaq üçün istifadə olunur.

Nəticə

Müasir sənaye möhkəmlik, aşınma müqaviməti, korroziyaya davamlılıq və istehsal qabiliyyəti baxımından materiallara daha yüksək tələblər qoyur. Maqnezium ərintilərinin istifadəsi ən perspektivli sahələrdən biridir, buna görə də maqneziumun yeni xassələrinin axtarışı və onun tətbiqi imkanları ilə bağlı tədqiqatlar dayanmır.

Hazırda müxtəlif hissələrin və konstruksiyaların yaradılmasında maqnezium əsaslı ərintilərin istifadəsi onların çəkisini demək olar ki, 30% az altmağa və dartılma müqavimətini 300 MPa-a qədər artırmağa imkan verir, lakin alimlərin fikrincə, bu bu unikal metal üçün limitdən çox uzaqdır.