1. Zavedení
Hořčíková slitina je kovový materiál primárně založený na hořčíku, s přidáním dalších prvků pro zlepšení specifických vlastností, jako je pevnost, trvanlivost, a odolnost proti korozi.
S hustotou přibližně 1.74 g/cm³, hořčík je nejlehčí konstrukční kov, Díky tomu jsou jeho slitiny vysoce atraktivní pro aplikace, kde je kritickým faktorem snížení hmotnosti.
Tato vlastnost vedla k nárůstu zájmu napříč různými průmyslovými odvětvími, včetně leteckého prostoru, automobilový průmysl, elektronika, a spotřební zboží.
2. Co je slitina hořčíku?
Hořčíková slitina se skládá z hořčíku (Mg) plus až ~10 % hm. dalších prvků (Al, Zn, Mn, vzácných zemin, atd.), navrženy pro zlepšení mechanických vlastností, korozní chování, a castiability.
Protože hořčík je nejlehčí konstrukční kov (hustota ≈ 1.75 g/cm³), jeho slitiny nacházejí kritické uplatnění všude tam, kde je prvořadé snížení hmotnosti a tlumení vibrací,
od automobilových součástek až po letecké konstrukce a přenosnou elektroniku.
Primární legující prvky
| Legující prvek | Typický obsah | Hlavní role |
| Hliník (Al) | 1–9 % hmotn. | Posiluje prostřednictvím sraženin Mg₁7Al₁2; zlepšuje slévatelnost a odolnost proti korozi u řady AZ |
| Zinek (Zn) | 0.3–2 hmotn. % | Podporuje stárnutí při otužování; zvyšuje odolnost proti tečení při zvýšených teplotách |
| Mangan (Mn) | 0.1–1 % hmotn. | Vychytává železné nečistoty pro zvýšení celkového korozního výkonu |
| Vzácné zeminy (RE) | 1-5 hmotn % | Zdokonalit strukturu zrn; stabilizuje fáze se zvýšenou teplotou v řadě WE |
| Zirkonium (Zr) | 0.1–0,5 hm% | Působí jako zjemňovač zrna v tvářených slitinách, zlepšení tažnosti a houževnatosti |
3. Hlavní rodiny slitin hořčíku
| Rodina | Slitina klíče | Složení (cca.) | Charakteristiky | Typická použití |
| Řada AZ | AZ31, AZ61, AZ91 | Mg-Al (3–9 %), Zn (1 %) | Výborná tvarovatelnost (AZ31); vysoká pevnost odlitku (AZ91) | Automobilové panely, tělesných rámů |
| Řada AM | AM60, AM80 | Mg-Al (6–8 %), Mn (0.2 %) | Dobrý výkon při tlakovém lití, střední tažnost | Pouzdra litá pod tlakem, volanty |
| Řada WE | ST43 | Mg-Y (4 %), RE (3 %), Zn | Vynikající pevnost při vysokých teplotách a odolnost proti tečení | Letecké konstrukční prvky |
| MRI - bezpečné | QE22, QE26 | Mg–Zn–Ca nebo Mg–Zn–Ca–Sr | Řízená rychlost koroze; biokompatibilní | Bioresorbovatelné lékařské implantáty |
| Elektronický™ | Elektronický 21, Elektronický 675 | Mg–RE (3–10 %), Zn | Ochranný obsah s vysokým obsahem RE pro extrémní prostředí | Vojenská technika, vysokoteplotní nástroje |
4. Fyzikální vlastnosti slitin hořčíku
Slitiny hořčíku kombinují unikátní soubor fyzikálních vlastností –ultralehká hustota, střední tepelná a elektrická vodivost, a vynikající tlumení vibrací-které je odlišují od železných i jiných neželezných kovů.
Klíčové fyzikální vlastnosti na první pohled
| Vlastnictví | AZ31 | ST43 | Hliník 6061-T6 | Titan Ti-6Al-4V |
| Hustota (g/cm³) | 1.77 | 1.80 | 2.70 | 4.43 |
| Rozsah tání (° C.) | 630 - 650 | 645 - 665 | 580 - 650 | 1 600 - 1 650 |
| Tepelná vodivost (W/m · k) | 72 | 60 | 155 | 7 |
| Elektrická vodivost (% IAC) | 40 | 35 | 45 | 1.2 |
| Elastický modul (GPA) | 45 | 42 | 69 | 110 |
| Kapacita tlumení | Vynikající | Vynikající | Mírný | Nízký |
| Magnetické chování | Nemagnetický | Nemagnetický | Nemagnetický | Paramagnetické |
5. Mechanické vlastnosti slitin hořčíku
Slitiny hořčíku poskytují přesvědčivou směs pevnost, tažnost, a odolnost proti únavě—atributy, které inženýři využívají v závislosti na hmotnosti, Vysoce výkonné aplikace.
Srovnávací mechanické údaje
| Vlastnictví | AZ31-H24 | AZ91-HP | WE43-T6 | AZ61 | Jednotka |
| Pevnost v tahu (Rm) | 260 | 200 | 280 | 240 | MPA |
| Výnosová síla (RP0.2) | 145 | 110 | 220 | 170 | MPA |
| Prodloužení při přestávce (A) | 12 | 5 | 8 | 10 | % |
| Únava (10⁷ cyklů) | ~95 | ~70 | ~ 120 | ~85 | MPA |
| Tvrdost Brinell (HB) | 60 | 55 | 80 | 65 | HB |
6. Korozní chování & Ochrana povrchu
Vlastní korozní tendence v různých prostředích
Hořčík je vysoce reaktivní kov, a hořčíkové slitiny mají vlastní tendenci ke korozi v mnoha prostředích.
V přítomnosti vlhkosti a kyslíku, hořčík reaguje za vzniku hydroxidu hořečnatého na povrchu.
Však, tato počáteční vrstva je porézní a nechrání účinně podkladový kov.
V prostředí se slanou vodou, slitiny hořčíku korodují ještě rychleji v důsledku přítomnosti chloridových iontů, které mohou proniknout do povrchového filmu a urychlit proces koroze.
Mechanismy galvanické a důlkové koroze
Důlková koroze:
K důlkové korozi dochází, když je povrchový film na hořčíkové slitině lokálně narušen, umožňující rychlé korozi podkladového kovu v malých oblastech.
Chloridové ionty jsou zvláště účinné při iniciaci důlkové koroze ve slitinách hořčíku. Jakmile se vytvoří jáma, může růst hlouběji a širší, potenciálně vést k selhání součásti.
Galvanická koroze:
Když jsou slitiny hořčíku v kontaktu s ušlechtilejšími kovy (jako je měď, nikl, nebo nerezová ocel) v elektrolytu (jako je voda nebo slaná voda), může dojít ke galvanické korozi.
Hořčík, být elektropozitivnější, působí jako anoda a přednostně koroduje, zatímco ušlechtilejší kov působí jako katoda.
Tento typ koroze lze zmírnit vhodnou konstrukcí, jako je zamezení přímého kontaktu mezi různými kovy nebo použití izolačních materiálů.
Běžná ochranná ošetření: Eloxování (MAO), konverzní nátěry, organické povlaky
Eloxování (MAO-Micro-Arc Oxidation):
MAO je typ procesu eloxování, který tvoří tl, tvrdý, a porézní oxidová vrstva na povrchu hořčíkových slitin.
Tato vrstva poskytuje dobrou odolnost proti korozi a může být také dále utěsněna nebo potažena, aby se zlepšily její vlastnosti.
Hořčíkové slitiny upravené MAO se používají v různých aplikacích, od automobilových komponentů až po letecké díly.
Konverzní nátěry:
Konverzní nátěry, jako jsou chromátové konverzní povlaky (ačkoliv se používání chromanů postupně ukončuje kvůli obavám o životní prostředí)
a nechromátové alternativy, tvoří tenký, přilnavá vrstva na povrchu hořčíkových slitin.
Tyto povlaky zlepšují odolnost proti korozi poskytnutím bariéry a úpravou chemického složení povrchu.
Organické povlaky:
Organické povlaky, včetně barev, práškové nátěry, a polymery, jsou široce používány k ochraně slitin hořčíku.
Poskytují fyzickou bariéru proti okolnímu prostředí, zabraňující pronikání vlhkosti a korozivních látek na kovový povrch.
Organické povlaky mohou být také formulovány tak, aby měly specifické vlastnosti, jako je odolnost proti UV záření nebo chemická odolnost, v závislosti na požadavcích aplikace.
7. Výrobní & Techniky zpracování
Metody lití: lití pod vysokým tlakem, písek, investice
Lití pod vysokým tlakem:
Vysoký tlak zemřít je široce používaná metoda výroby součástí z hořčíkové slitiny.
V tomto procesu, roztavená hořčíková slitina je pod vysokým tlakem vytlačována do opakovaně použitelné dutiny formy.
Nabízí vysokou míru produkce, dobrá rozměrová přesnost, a schopnost vyrábět složité tvarované díly s tenkými stěnami.
Díky tomu je vhodný pro hromadnou výrobu součástek v automobilovém a elektronickém průmyslu, jako jsou bloky motoru a kryty smartphonů.
Lití písku:
Lití písku zahrnuje vytvoření dutiny formy v pískové směsi pomocí vzoru požadovaného dílu.
Roztavená slitina hořčíku se poté nalije do formy. Odlévání do písku je vhodné pro výrobu dílů ve velkém měřítku a dílů se složitou geometrií, které je obtížné vyrobit jinými metodami odlévání.
Však, Obecně má přesnost nižší rozměry a povrchovou úpravu ve srovnání s odlitkem.
Investiční obsazení:
Investiční obsazení, také známý jako odlitky ztraceného vozu, se používá k výrobě vysoce přesných dílů z hořčíkové slitiny se složitými detaily.
Je vyroben voskový model dílu, potažené keramickým pláštěm, a vosk se roztaví.
Do výsledné dutiny se poté nalije roztavená slitina hořčíku.
Investiční lití umožňuje výrobu dílů s vynikající povrchovou úpravou a rozměrovou přesností, Je to však dražší a časově náročný proces ve srovnání s odlitkem a lití písku.
Kované zpracování: válcování, vytlačování, kování, silná plastická deformace (ECAP)
Válcování:
Válcování je běžný tvářecí proces pro hořčíkové slitiny. Může se provádět při pokojové teplotě (válcování za studena) nebo při zvýšených teplotách (válcování za tepla).
Válcování za studena zlepšuje pevnost a tvrdost slitiny, ale snižuje její tažnost, zatímco válcování za tepla umožňuje lepší tvarovatelnost.
Válcované plechy z hořčíkové slitiny se používají v aplikacích, jako jsou panely karoserie automobilů a pouzdra elektronických zařízení.
Vytlačování:
Vytlačování zahrnuje protlačování předvalku hořčíkové slitiny skrz matrici, aby se vytvořil kontinuální profil s pevným průřezem.
Tento proces je vhodný pro vytváření produktů, jako jsou pruty, trubice, a různé strukturální profily.
Výrobky z extrudované hořčíkové slitiny se používají v letectví, automobilový průmysl, a další průmyslová odvětví, kde jsou vyžadovány lehké a vysoce pevné komponenty.
Kování:
Kování je proces, při kterém se hořčíková slitina tvaruje působením tlakových sil, obvykle používají kladiva nebo lisy.
Zlepšuje mechanické vlastnosti slitiny zjemňováním struktury zrna a eliminací vnitřních defektů.
Kované díly z hořčíkové slitiny se používají v kritických aplikacích, jako jsou konstrukční součásti leteckého průmyslu a vysoce výkonné automobilové díly.
Silná plastická deformace (ECAP-Equal Channel Angular Pressing):
ECAP je relativně nová technologie zpracování hořčíkových slitin. Zahrnuje vystavení slitiny plastické deformaci velkým deformacím, aniž by se změnila její plocha průřezu.
ECAP může vytvářet velmi jemnozrnnou mikrostrukturu ve slitinách hořčíku, což vede k výraznému zlepšení mechanických vlastností, jako je pevnost a tažnost.
Perspektivy aditivní výroby (Slm, EBM)
Selektivní laserové tání (Slm):
SLM je aditivní výrobní technika, kde laser selektivně taví vrstvy prášku slitiny hořčíku a vytváří trojrozměrný díl.
Nabízí potenciál pro výrobu složitých geometrií s vysokou přesností a lze jej použít pro rychlé prototypování a výrobu součástí na zakázku..
Však, problémy, jako je manipulace s práškem, kontrola poréznosti, a zajištění mechanických vlastností tištěných dílů je třeba řešit.
Tání elektronového paprsku (EBM):
EBM využívá elektronový paprsek k roztavení a roztavení práškových vrstev hořčíkové slitiny. Funguje ve vakuu, což pomáhá snižovat oxidaci a zlepšovat kvalitu vyráběných dílů.
EBM je vhodný pro výrobu součástek ve velkém měřítku a v některých případech má výhodu vyšší rychlosti zpracování ve srovnání s SLM.
Machinability, svářečské výzvy, a svařovací opravy
Machinability:
CNC obrábění hořčíkových slitin může být náročné kvůli jejich nízké hustotě a vysoké reaktivitě.
Mají tendenci se tvořit dlouho, vláknité třísky při řezání, které mohou narušovat proces obrábění.
Speciální řezné nástroje a techniky, jako je použití ostrých nástrojů, vysoké řezné rychlosti, a správnou chladicí kapalinu, jsou vyžadovány pro efektivní obrábění hořčíkových slitin.
Svařovací výzvy:
Svařování hořčíkových slitin je obtížné kvůli jejich vysoké reaktivitě, nízký bod tání, a sklon k tvorbě oxidů.
Problémy, jako je pórovitost, praskání, a ztráta mechanických vlastností v oblasti svaru jsou běžné.
Různé svařovací techniky, jako je laserové svařování, TIG svařování, MIG svařování, a svařování třením, se používají k překonání těchto problémů.
Oprava svaru:
Oprava svarů hořčíkových slitin vyžaduje pečlivou přípravu a použití vhodných svařovacích postupů.
Proces opravy musí zajistit obnovení mechanických vlastností a odolnosti opravované oblasti proti korozi na přijatelnou úroveň.
8. Připojování & Shromáždění
Svařování (laser, Tig, MĚ) a techniky v pevné fázi (svařování třením)
Laserové svařování:
Laserové svařování nabízí vysokorychlostní zpracování a úzké tepelně ovlivněné zóny, což pomáhá minimalizovat zkreslení a zachovat mechanické vlastnosti hořčíkových slitin.
Však, vyžaduje přesné řízení parametrů, jako je výkon laseru, rychlost svařování, a ohniskovou polohu.
Ve studii o laserovém svařování hořčíkové slitiny AZ31, správný výběr parametrů vedl ke spojům s pevností v tahu dosahující až 85% pevnosti základního kovu.
Tig (Wolframový inertní plyn) svařování:
TIG svařování poskytuje dobrou kontrolu nad svařovacím procesem, umožňující výrobu vysoce kvalitních svarů. Je vhodný pro tenkostěnné součásti ze slitiny hořčíku.
Však, má relativně nízkou rychlost svařování a vyžaduje kvalifikovanou obsluhu. Ochrana argonem je nezbytná pro zamezení oxidace při svařování hořčíkových slitin metodou TIG.
MĚ (Kovový inertní plyn) svařování:
Svařování MIG je ve srovnání se svařováním TIG automatizovanější a rychlejší proces, takže je vhodný pro hromadnou výrobu.
Používá tavnou drátovou elektrodu, které mohou také zavádět legující prvky pro zlepšení kvality svaru.
Ale, může produkovat více rozstřiku a vyžaduje pečlivé nastavení parametrů pro zajištění dobrého spojení.
Svařování třením (FSW):
FSW je metoda svařování v pevné fázi, která se velmi slibně ukázala u slitin hořčíku.
Vytváří teplo třením mezi rotujícím nástrojem a obrobkem, aniž by došlo k roztavení materiálu.
Výsledkem jsou svary s vynikajícími mechanickými vlastnostmi, nízká pórovitost, a dobrá odolnost proti korozi.
FSW se stále více používá v leteckém a automobilovém průmyslu pro spojování součástí z hořčíkové slitiny, zejména pro rozsáhlé konstrukce, kde tradiční metody tavného svařování mohou způsobit značné zkreslení.
Úvahy o pájení a pájení
Pájení a pájení hořčíkových slitin vyžaduje pečlivý výběr přídavných materiálů a tavidel.
Teplota tání výplňového materiálu by měla být nižší než teplota hořčíkové slitiny, aby bylo zajištěno správné spojení bez roztavení základního kovu.
Tavidla se používají k odstranění povrchových oxidů a podpoře smáčení.
Například, pro hořčíkové slitiny lze použít přídavné kovy pro tvrdé pájení na bázi stříbra, ale vyžadují specifická tavidla, aby se zabránilo oxidaci během procesu pájení.
Pájení, na druhé straně, je vhodnější pro spojování tenkostěnných nebo malorozměrových součástí z hořčíkové slitiny.
Běžně se používají pájky na bázi cínu s vhodnými tavidly, ale pevnost spoje je obecně nižší ve srovnání s pájením a svařováním.
Strategie lepení a mechanického upevnění
Mechanické zapínání:
Mechanické způsoby upevnění, jako jsou šrouby, šrouby, a nýty se běžně používají ke spojování součástí z hořčíkové slitiny.
Při použití šroubů a šroubů, Samořezné šrouby jsou často preferovány, protože slitiny hořčíku jsou relativně měkké.
Však, je třeba se vyvarovat nadměrného utahování, aby se zabránilo stržení závitu nebo praskání materiálu.
Nýty mohou poskytnout pevné a spolehlivé spoje, zejména v aplikacích, kde jsou přítomny vibrace a smykové síly.
Lepení:
Lepení nabízí pro slitiny hořčíku několik výhod, včetně schopnosti lepit různé materiály, snížit koncentraci stresu, a poskytují hladký povrch.
Lepidla na epoxidové bázi jsou široce používána díky své vysoké pevnosti a dobré chemické odolnosti.
Příprava povrchu je zásadní pro úspěšné lepení.
Procesy jako pískování, chemické leptání, a aplikace primeru může zlepšit adhezi mezi lepidlem a povrchem hořčíkové slitiny.
V interiérových aplikacích automobilů, komponenty z hořčíkové slitiny lepené mohou snížit hmotnost a hladinu hluku.
9. Klíčové aplikace hořčíkové slitiny
Slitiny hořčíku jsou pro své vlastnosti ceněné v mnoha průmyslových odvětvích výjimečný poměr pevnosti a hmotnosti, elektromagnetické stínění, a charakteristiky tlumení vibrací.
Jako nejlehčí konstrukční kov (hustota ~1,74 g/cm³), stále častěji nahrazují těžší materiály, jako je ocel a dokonce hliník v aplikacích citlivých na hmotnost.
Automobilový průmysl
Automobilový sektor je největší spotřebitel ze slitin hořčíku, řízena globálními cíli v oblasti palivové účinnosti a snižování emisí.
Klíčové aplikace:
- Komponenty hnacího ústrojí: Přenosové pouzdra, skříně spojky, olejové vany
- Podvozek a odpružení: Křížové členy, volanty, brzdové pedály
- Části těla: Řídicí panely, rámy sedadel, střešní panely (válcované Mg plechy)
Aerospace
Nízká hustota hořčíku, dobrá tuhost, a díky vynikající obrobitelnosti je vhodný pro součásti leteckého průmyslu úspora hmotnosti je rozhodující.
Aplikace:
- Interiéry letadel: Rámy sedadel, nadzemní koše, podlahové panely
- Konstrukce draku letadla: Převodovky pro vrtulníky, křídlové přístupové panely
- Obranné systémy: Trubec (UAV) draky letadel
Elektronika & Spotřebitelská zařízení
Nabídka slitin hořčíku Emi stínění, Vynikající tepelná vodivost, a lehký – ideální pro kompaktní provedení, zařízení citlivá na teplo.
Typická použití:
- Přenosný počítač & šasi tabletu
- Pouzdra na smartphony
- Kryty kamer
- Chladicí skříně pro vysoce výkonné servery a routery
Lékařské aplikace
Biokompatibilní slitiny hořčíku, zejména Mg-Ca a Mg–Zn systémy, jsou revoluční vstřebatelné lékařské implantáty.
Příklady:
- Ortopedické šrouby a dlahy (vstřebávání během 12–24 měsíců)
- Kardiovaskulární stenty
- Lešení pro tkáňové inženýrství
Architektonický a průmyslový hardware
Hořčík se používá ve vybraných konstrukčních a funkčních součástech, které vyžadují lehký, odolný vůči korozi výkon:
- Kliky dveří, panty, a zámky
- Kryty elektrického nářadí
- Konstrukční podpěry pro výtahy a eskalátory
Sportovní zboží & Produkty životního stylu
Stále častěji se používají slitiny hořčíku prémiové sportovní zboží, kde výkon, odolnost proti únavě, a na váze záleží.
Běžné položky:
- Rámy a kola jízdních kol
- Tenisové rakety a hlavy golfových holí
- Lukostřelecké vybavení a rybářské navijáky
- Sluneční brýle, kufry, a aktovky
Marine & Použití mimo silnice
Zatímco hořčík je reaktivní se slanou vodou, ochranné povlaky a legování umožnit jeho použití v:
- Lodní volanty a rámy sedadel
- Součásti terénních vozidel (čtyřkolky, sněžné skútry)
- Vojenské námořní části s návrhy obětních anod
10. Výhody & Omezení hořčíkové slitiny
Výhody slitin hořčíku
- Ultralehký
Hořčík je nejlehčí konstrukční kov (~1,74 g/cm³), ~33% lehčí než hliník a 75% lehčí než ocel. - Poměr vysoké pevnosti k hmotnosti
Nabízí vynikající mechanické vlastnosti vzhledem ke své hmotnosti, ideální pro letecké a automobilové aplikace. - Dobrá obrobitelnost
Lze obrábět při vysokých rychlostech s menším opotřebením nástroje ve srovnání s jinými kovy, snížení výrobního času a nákladů. - Vynikající tlumení vibrací
Přirozeně absorbuje vibrace, což je cenné pro automobilové díly a elektroniku. - Špičkové elektromagnetické stínění
Účinně blokuje elektromagnetické rušení (EMI), nezbytné pro kryty elektronických zařízení. - Recyclabality
Hořčíkové slitiny jsou plně recyklovatelné s minimální degradací vlastností. - Biokompatibilita
Některé slitiny hořčíku (NAPŘ., Mg-Ca, Mg–Zn) jsou vstřebatelné a vhodné pro dočasné lékařské implantáty. - Vylepšené vlastnosti tlakového lití
Ideální pro tvarově složité díly s tenkými stěnami; rychlejší tuhnutí než hliník.
Omezení slitin hořčíku
- Vysoká odolnost proti korozi
Bez vhodných povlaků nebo legování, hořčík snadno koroduje – zejména v prostředí se slanou vodou. - Omezená tažnost při pokojové teplotě
Náchylné k praskání během tvarování nebo nárazu; legování a termomechanické zpracování to pomáhá zmírnit. - Riziko hořlavosti ve formě prášku
Hořčíkový prach nebo jemné třísky jsou hořlavé; vyžaduje přísné protipožární protokoly při obrábění. - Náročná svařitelnost
Tvorba oxidů, pórovitost, a během svařování může dojít k praskání; vyžaduje specializované techniky (NAPŘ., Tig, svařování třením). - Nižší odolnost proti tečení při vysokých teplotách
V porovnání s hliníkem nebo slitinami titanu dochází k rychlejší degradaci výkonu při dlouhodobém působení tepla a namáhání. - Náklady na legovací prvky
Slitiny využívající prvky vzácných zemin (NAPŘ., Řada WE) nebo zirkonium může být drahé.
11. Srovnání hořčíkových slitin s konkurenčními materiály
| Vlastnictví / Funkce | Slitiny hořčíku | Hliníkové slitiny | Slitiny titanu | Slitiny zinku | Inženýrské plasty |
| Hustota (g/cm³) | ~1,74 | ~2,70 | ~4,43 | ~6,6–7,1 | ~0,9–1,5 |
| Pevnost v tahu (MPA) | 150–350 | 200–550 | 600– 1000+ | 150–400 | 50–200 |
| Youngův modul (GPA) | ~45 | ~70 | ~110 | ~85 | ~2–5 |
| Tepelná vodivost (W/m · k) | ~60–160 | ~120–230 | ~7–16 | ~90–120 | ~0,2–0,5 |
| Odolnost proti korozi | Špatné až střední | Dobré s nátěry | Vynikající | Mírný | Vynikající |
| Machinability | Vynikající | Dobrý | Špatné až střední | Velmi dobré | Dobrý |
| Recyclabality | Vynikající | Vynikající | Mírné až dobré | Vynikající | Omezený (záleží na typu) |
| Biokompatibilita | Vynikající (konkrétní ročníky) | Dobrý | Vynikající | Chudý | Velmi se liší |
| Cena za kg (USD) | $2– 4 dolary | $2– 5 dolarů | $20– 40 dolarů | $1.5– 3 dolary | $1– 10 dolarů (se liší podle polymeru) |
| Výhoda úspory hmotnosti | ⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐ | ⭐⭐ | ⭐ | ⭐⭐⭐⭐⭐ |
| Die-castability | Vynikající | Dobrý | Chudý | Vynikající | N/a |
Klíčové srovnávací statistiky
- Hořčík vs. Hliník:
Hořčíkové slitiny jsou ~35% lehčí než hliník a snadněji se obrábějí, ale nabízejí nižší pevnost a horší odolnost proti korozi, pokud nejsou ošetřeny.
Hliník má lepší stabilitu při vysokých teplotách a širší použití v letectví. - Hořčík vs. Titan:
Titanové slitiny poskytují vynikající pevnost a odolnost proti korozi, ale jsou extrémně drahé a obtížně se obrábějí.
Hořčík je výrazně lehčí a levnější, ale není vhodný pro vysoký stres, prostředí s vysokou teplotou. - Zinek vs.. Slitiny hořčíku:
Slitiny zinku jsou těžší a rozměrově stabilnější, s vynikající slévatelností.
Hořčík je lehčí a vhodnější pro aplikace vyžadující snížení hmotnosti, i když náchylnější ke korozi. - Hořčík vs. Inženýrské plasty:
Plasty jsou lehčí a odolné proti korozi, ale postrádají mechanickou pevnost a tepelné vlastnosti hořčíku.
Hořčík nabízí lepší elektromagnetické stínění a strukturální integritu.
12. Závěr
Hořčíkové slitiny ušly od svého počátečního vývoje dlouhou cestu, vyvíjející se ve všestrannou třídu materiálů se širokou škálou aplikací.
Jejich jedinečná kombinace vlastností, jako je poměr s vysokou pevností k hmotnosti, charakteristiky tlumení vibrací, a elektromagnetické stínění, Díky tomu jsou vysoce cenné v průmyslových odvětvích od leteckého a automobilového průmyslu až po elektroniku a lékařství.
Však, Stále je třeba řešit problémy, jako je náchylnost ke korozi a nízká tažnost při pokojové teplotě.
Prostřednictvím neustálého výzkumu a vývoje, významného pokroku bylo dosaženo v oblastech, jako je chemie slitin, výrobní procesy, povrchová ochrana, a spojovací techniky.
Nová chemie slitin, pokročilé povrchové úpravy, a nově vznikající výrobní technologie nabízejí slibná řešení k překonání těchto omezení a dále rozšiřují rozsah použití hořčíkových slitin.
Časté časté
Co jsou slitiny hořčíku?
Slitiny hořčíku jsou lehké konstrukční kovy vyrobené kombinací hořčíku s prvky, jako je hliník, zinek, mangan, a vzácných zemin.
Nabízejí vynikající snížení hmotnosti a používají se v automobilovém průmyslu, Aerospace, elektronika, a lékařské obory.
Je slitina hořčíku lepší než hliník?
Závisí na aplikaci:
- Hořčík je o ~33 % lehčí a snadněji se obrábí.
- Hliník je pevnější a odolnější proti korozi.
Vyberte si hořčík pro lehké potřeby, a hliník pro pevnost a odolnost.
Jaká je nejlepší slitina hořčíku?
„Nejlepší“ slitina se liší podle odvětví. Zde jsou někteří špičkoví umělci:
- AZ91D – Nejčastěji používaná licí slitina s dobrou pevností, odolnost proti korozi, a castiability.
- 60 ZK – Vysokopevnostní tvářená slitina používaná v leteckých a motoristických součástech.
- Elektronický 21 / Elektronické WE43 – Pokročilé slitiny vzácných zemin s vysokou odolností proti tečení a tepelnou stabilitou pro letectví a kosmonautiku.
- AZ31B – Všestranný, svařovatelné, a široce používané pro válcované plechy a vytlačování.
Je slitina hořčíku silnější než titan?
Žádný. Titan je mnohem pevnější a odolnější vůči korozi, ale také těžší a dražší. Hořčík se používá, když úspora hmotnosti jsou důležitější než maximální pevnost.
