1. Įvadas
Magnio lydinys yra metalinė medžiaga, kurios pagrindą sudaro magnis, pridedant kitų elementų, siekiant pagerinti specifines savybes, pavyzdžiui, stiprumą, patvarumas, ir atsparumas korozijai.
Kurio tankis yra maždaug 1.74 g/cm³, magnis yra lengviausias konstrukcinis metalas, todėl jo lydiniai labai patrauklūs tais atvejais, kai svorio mažinimas yra esminis veiksnys.
Ši savybė paskatino susidomėjimą įvairiose pramonės šakose, įskaitant aviaciją, Automobiliai, Elektronika, ir vartojimo prekės.
2. Kas yra magnio lydinys?
Magnio lydinys susideda iš magnio (Mg) plius iki ~10wt% kitų elementų (Al, Zn, Mn, retųjų žemių, kt.), skirti pagerinti mechanines savybes, korozinis elgesys, ir liejamumas.
Kadangi magnis yra lengviausias konstrukcinis metalas (tankis ≈ 1.75 g/cm³), jo lydiniai pritaikomi kritiniais tikslais ten, kur svarbiausia sumažinti svorį ir slopinti vibraciją,
nuo automobilių komponentų iki kosminių konstrukcijų ir nešiojamos elektronikos.
Pirminiai legiravimo elementai
| Legiravimo elementas | Tipiškas turinys | Pagrindinis vaidmuo |
| Aliuminis (Al) | 1–9 masės % | Stiprina per Mg₇Al12 nuosėdas; pagerina AZ serijos liejamumą ir atsparumą korozijai |
| Cinkas (Zn) | 0.3–2 masės % | Skatina senėjimą; padidina atsparumą šliaužimui aukštesnėje temperatūroje |
| Manganas (Mn) | 0.1–1 masės % | Sugeria geležies nešvarumus, kad padidintų bendrą korozijos efektyvumą |
| Retosios žemės (Re) | 1– 5 masės % | Patikslinkite grūdų struktūrą; stabilizuoti padidintos temperatūros fazes WE serijoje |
| Cirkonis (Zr) | 0.1–0,5 masės % | Veikia kaip grūdų rafinuotojas kaltiniuose lydiniuose, pagerinti lankstumą ir kietumą |
3. Pagrindinės magnio lydinių šeimos
| Šeima | Raktų lydinys | Kompozicija (apytiksliai) | Charakteristikos | Tipiški panaudojimo būdai |
| AZ serija | AZ31, AZ61, AZ91 | Mg-Al (3–9 %), Zn (1 %) | Puikus formavimas (AZ31); didelis liejimo stiprumas (AZ91) | Automobilių skydai, kėbulo rėmai |
| AM serija | AM60, AM80 | Mg-Al (6–8 %), Mn (0.2 %) | Geras liejimo slėginis našumas, vidutinio plastiškumo | Lieti korpusai, vairai |
| WE serija | WE43 | Mg-Y (4 %), Re (3 %), Zn | Puikus stiprumas ir atsparumas šliaužimui aukštoje temperatūroje | Orlaivių erdvės konstrukciniai komponentai |
| MRT saugus | QE22, QE26 | Mg–Zn–Ca arba Mg–Zn–Ca–Sr | Kontroliuojamas korozijos greitis; biologiškai suderinamas | Biorezorbuojami medicininiai implantai |
| Elektroninė™ | Elektroninė 21, Elektroninė 675 | Mg-RE (3–10 %), Zn | Prekės ženklu pažymėtas didelio RE turinys, skirtas ekstremalioms aplinkoms | Karinė aparatūra, aukštos temperatūros įrankiai |
4. Magnio lydinių fizinės savybės
Magnio lydiniai sujungia unikalų fizinių savybių rinkinį:itin lengvas tankis, vidutinis šilumos ir elektros laidumas, ir puikus vibracijos slopinimas-kurie išskiria juos tiek iš juodųjų, tiek iš kitų spalvotųjų metalų.
Pagrindinės fizinės savybės trumpai
| Nuosavybė | AZ31 | WE43 | Aliuminis 6061-T6 | Titano Ti-6Al-4V |
| Tankis (g/cm³) | 1.77 | 1.80 | 2.70 | 4.43 |
| Lydymosi diapazonas (° C.) | 630 - 650 | 645 - 665 | 580 - 650 | 1 600 - 1 650 |
| Šilumos laidumas (W/m · k) | 72 | 60 | 155 | 7 |
| Elektrinis laidumas (% IACS) | 40 | 35 | 45 | 1.2 |
| Elastinis modulis (GPA) | 45 | 42 | 69 | 110 |
| Slopinimo pajėgumas | Puiku | Puiku | Vidutinis | Žemas |
| Magnetinis elgesys | Nemagnetinis | Nemagnetinis | Nemagnetinis | Paramagnetinis |
5. Magnio lydinių mechaninės savybės
Magnio lydiniai suteikia įtikinamą mišinį stiprybė, ausmingumas, ir Nuovargio atsparumas-atributai, kuriuos inžinieriai naudoja jautriai svoriui, didelio našumo programas.
Lyginamieji mechaniniai duomenys
| Nuosavybė | AZ31-H24 | AZ91-HP | WE43-T6 | AZ61 | Vienetas |
| Tempimo stiprumas (Rm) | 260 | 200 | 280 | 240 | MPA |
| Derliaus stiprumas (RP0.2) | 145 | 110 | 220 | 170 | MPA |
| Pailgėjimas per pertrauką (A) | 12 | 5 | 8 | 10 | % |
| Nuovargio stiprumas (10⁷ ciklai) | ~95 | ~70 | ~120 | ~85 | MPA |
| Brinelio kietumas (Hb) | 60 | 55 | 80 | 65 | Hb |
6. Korozijos elgesys & Paviršiaus apsauga
Vidinės korozijos tendencijos įvairiose aplinkose
Magnis yra labai reaktyvus metalas, ir magnio lydiniai turi būdingą polinkį į koroziją daugelyje aplinkų.
Esant drėgmei ir deguoniui, magnis reaguoja ir susidaro magnio hidroksidas ant paviršiaus.
Tačiau, šis pradinis sluoksnis yra akytas ir efektyviai neapsaugo apatinio metalo.
Sūrio vandens aplinkoje, magnio lydiniai dar greičiau korozuoja dėl chlorido jonų, kurios gali prasiskverbti pro paviršiaus plėvelę ir pagreitinti korozijos procesą.
Galvaninės ir taškinės korozijos mechanizmai
Taškinė korozija:
Įdubimas atsiranda, kai magnio lydinio paviršiaus plėvelė yra lokaliai suardoma, leidžiant apatiniam metalui greitai korozuoti mažose vietose.
Chlorido jonai ypač veiksmingi inicijuojant taškinę koroziją magnio lydiniuose. Kai susidaro duobė, jis gali augti giliau ir platesnis, gali sukelti komponento gedimą.
Galvaninė korozija:
Kai magnio lydiniai liečiasi su tauresniais metalais (tokių kaip varis, Nikelis, arba nerūdijančio plieno) elektrolite (pavyzdžiui, vandens ar sūraus vandens), gali atsirasti galvaninė korozija.
Magnis, būdamas elektropozityvesnis, veikia kaip anodas ir pirmiausia korozuoja, o tauresnis metalas veikia kaip katodas.
Tokio tipo koroziją galima sumažinti tinkamai suprojektavus, pvz., vengti tiesioginio kontakto tarp skirtingų metalų arba naudoti izoliacines medžiagas.
Įprasti apsauginiai gydymo būdai: anodavimas (MAO), konversijos dangos, organinės dangos
Anodavimas (MAO mikrolanko oksidacija):
MAO yra anodavimo procesas, kuris sudaro storą, sunku, ir akytasis oksido sluoksnis ant magnio lydinių paviršiaus.
Šis sluoksnis užtikrina gerą atsparumą korozijai ir gali būti toliau sandarinamas arba padengtas, kad pagerintų jo savybes.
MAO apdoroti magnio lydiniai naudojami įvairiose srityse, nuo automobilių komponentų iki kosminės erdvės dalių.
Konversinės dangos:
Konversinės dangos, pavyzdžiui, chromatinės konversijos dangos (nors chromato naudojimas palaipsniui nutraukiamas dėl aplinkosaugos problemų)
ir nechromatinės alternatyvos, suformuoti ploną, sukibęs sluoksnis ant magnio lydinių paviršiaus.
Šios dangos pagerina atsparumą korozijai suteikdamos barjerą ir pakeisdamos paviršiaus chemiją.
Organinės dangos:
Organinės dangos, įskaitant dažus, miltelinės dangos, ir polimerai, yra plačiai naudojami magnio lydiniams apsaugoti.
Jie sudaro fizinį barjerą nuo aplinkos, neleidžia drėgmei ir korozinėms medžiagoms patekti į metalinį paviršių.
Taip pat gali būti sudarytos organinės dangos, turinčios specifinių savybių, pvz., atsparumas UV spinduliams arba cheminis atsparumas, priklausomai nuo taikymo reikalavimų.
7. Gamyba & Apdorojimo būdai
Liejimo būdai: aukšto slėgio liejimas, smėlio, investicija
Aukšto slėgio liejimas:
Aukšto slėgio mirti liejimas yra plačiai naudojamas magnio lydinio komponentų gamybos metodas.
Šiame procese, išlydytas magnio lydinys aukštu slėgiu priverčiamas į daugkartinio naudojimo formos ertmę.
Jis siūlo didelius gamybos rodiklius, geras matmenų tikslumas, ir galimybė gaminti sudėtingos formos dalis su plonomis sienelėmis.
Dėl to jis tinkamas masinei automobilių ir elektronikos pramonės komponentų gamybai, pvz., variklių blokai ir išmaniųjų telefonų korpusai.
Smėlio liejimas:
Smėlio liejimas apima pelėsių ertmės sukūrimą smėlio mišinyje, naudojant norimos dalies raštą.
Tada į formą pilamas išlydytas magnio lydinys. Smėlio liejimas tinka gaminti didelės apimties dalis ir sudėtingos geometrijos dalis, kurias sunku pagaminti kitais liejimo būdais.
Tačiau, jis paprastai turi mažesnį matmenų tikslumą ir paviršiaus apdailą, palyginti su liejimo slėgiu.
Investicijų liejimas:
Investicijų liejimas, taip pat žinomas kaip prarasto vaško liejimas, naudojamas gaminant didelio tikslumo magnio lydinio dalis su sudėtingomis detalėmis.
Pagamintas vaškinis detalės modelis, padengtas keraminiu apvalkalu, ir vaškas išsilydo.
Tada į gautą ertmę pilamas išlydytas magnio lydinys.
Investicinis liejimas leidžia gaminti detales su puikia paviršiaus apdaila ir matmenų tikslumu, tačiau tai yra brangesnis ir daug laiko reikalaujantis procesas, palyginti su liejimu slėginiu būdu ir smėlio liejimu.
Kalti apdirbimas: riedėjimas, ekstruzija, kalimas, stipri plastinė deformacija (ECAP)
Riedėjimas:
Valcavimas yra įprastas magnio lydinių apdirbimo procesas. Jis gali būti atliekamas kambario temperatūroje (šaltas valcavimas) arba esant aukštai temperatūrai (karštas valcavimas).
Šaltasis valcavimas pagerina lydinio stiprumą ir kietumą, bet sumažina jo lankstumą, o karštas valcavimas leidžia geriau formuoti.
Valcuoti magnio lydinio lakštai naudojami tokiose srityse kaip automobilių kėbulų plokštės ir elektroninių prietaisų korpusai.
Išspaudimas:
Ekstruzija apima magnio lydinio ruošinio spaudimą per štampą, kad būtų pagamintas ištisinis profilis su fiksuotu skerspjūviu.
Šis procesas tinka gaminant tokius produktus kaip strypai, vamzdžiai, ir įvairūs konstrukciniai profiliai.
Ekstruziniai magnio lydinio gaminiai naudojami kosminėje erdvėje, Automobiliai, ir kitose pramonės šakose, kur reikalingi lengvi ir labai tvirti komponentai.
Kalimas:
Kalimas yra procesas, kurio metu magnio lydinys formuojamas taikant gniuždymo jėgas, dažniausiai naudojant plaktukus arba presus.
Jis pagerina lydinio mechanines savybes, pagerindamas grūdėtumo struktūrą ir pašalindamas vidinius defektus.
Kaltos magnio lydinio dalys naudojamos svarbiose srityse, tokiose kaip aviacijos ir kosmoso konstrukciniai komponentai ir didelio našumo automobilių dalys.
Sunki plastinė deformacija (ECAP-Equal Channel kampinis presavimas):
ECAP yra palyginti nauja magnio lydinių apdorojimo technika. Tai apima lydinio veikimą didelės deformacijos plastinei deformacijai, nekeičiant jo skerspjūvio ploto.
ECAP gali sukurti labai smulkią magnio lydinių mikrostruktūrą, Dėl to žymiai pagerėjo mechaninės savybės, tokios kaip stiprumas ir lankstumas.
Priedų gamybos perspektyvos (SLM, EBM)
Selektyvus lazerio tirpimas (SLM):
SLM yra priedų gamybos technika, kai lazeris selektyviai išlydo magnio lydinio miltelių sluoksnius, kad būtų sukurta trimatė dalis..
Jis suteikia galimybę gaminti sudėtingas geometrijas labai tiksliai ir gali būti naudojamas greitam prototipų kūrimui ir pagal užsakymą pagamintų komponentų gamybai..
Tačiau, iššūkius, tokius kaip miltelių tvarkymas, poringumo kontrolė, ir užtikrinti, kad būtų užtikrintos spausdintų dalių mechaninės savybės.
Elektronų pluošto tirpimas (EBM):
Magnio lydinio miltelių sluoksniams lydyti ir sulydyti EBM naudoja elektronų pluoštą. Jis veikia vakuume, kuris padeda sumažinti oksidaciją ir pagerinti gaminamų dalių kokybę.
EBM tinka didelio masto komponentams gaminti ir kai kuriais atvejais turi didesnį apdorojimo greitį, palyginti su SLM..
Aparatas, suvirinimo iššūkiai, ir suvirinimo siūlių remontas
Aparatas:
Magnio lydinių CNC apdirbimas gali būti sudėtingas dėl mažo tankio ir didelio reaktyvumo.
Jie turi polinkį formuotis ilgai, dygliuotos drožlės pjovimo metu, kurios gali trukdyti apdirbimo procesui.
Specialūs pjovimo įrankiai ir technika, pavyzdžiui, naudojant aštrius įrankius, didelis pjovimo greitis, ir tinkamas aušinimo skystis, reikalingi norint efektyviai apdirbti magnio lydinius.
Suvirinimo iššūkiai:
Magnio lydinius suvirinti sunku dėl didelio jų reaktyvumo, Žemas lydymosi taškas, ir polinkis formuotis oksidams.
Tokios problemos kaip poringumas, įtrūkimas, ir mechaninių savybių praradimas suvirinimo zonoje yra dažnas reiškinys.
Įvairūs suvirinimo būdai, pavyzdžiui, suvirinimas lazeriu, TIG suvirinimas, Aš suvirinu, ir suvirinimas trinties būdu, yra naudojami šiems iššūkiams įveikti.
Suvirinimo remontas:
Magnio lydinių suvirinimo taisymas reikalauja kruopštaus pasiruošimo ir tinkamų suvirinimo procedūrų.
Remonto procese reikia užtikrinti, kad remontuojamos vietos mechaninės savybės ir atsparumas korozijai būtų atkurtos iki priimtino lygio.
8. Prisijungimas & Susirinkimas
Suvirinimas (lazeris, Tig, Aš) ir kietojo kūno technologijas (suvirinimas frikciniu maišytuvu)
Lazerinis suvirinimas:
Suvirinimas lazeriu siūlo greitą apdorojimą ir siauras šilumos poveikio zonas, kuri padeda sumažinti iškraipymą ir išlaikyti magnio lydinių mechanines savybes.
Tačiau, reikia tiksliai valdyti tokius parametrus kaip lazerio galia, suvirinimo greitis, ir židinio padėtis.
Magnio lydinio AZ31 suvirinimo lazeriu tyrime, Tinkamas parametrų pasirinkimas lėmė jungtis, kurių tempiamasis stipris siekė iki 85% netauriųjų metalų stiprumo.
Tig (Volframo inertinės dujos) suvirinimas:
TIG suvirinimas leidžia gerai valdyti suvirinimo procesą, leidžiantis gaminti aukštos kokybės suvirinimo siūles. Jis tinka plonasieniams magnio lydinio komponentams.
Tačiau, suvirinimo greitis yra palyginti mažas ir reikalauja kvalifikuotų operatorių. Argono dujų ekranavimas yra būtinas norint išvengti oksidacijos suvirinant magnio lydinius TIG.
Aš (Metalo inertinės dujos) suvirinimas:
MIG suvirinimas yra labiau automatizuotas ir greitesnis procesas, palyginti su TIG suvirinimu, todėl tinka masinei gamybai.
Tam naudojamas sunaudojamas vielos elektrodas, kurios taip pat gali įvesti legiravimo elementus, kad pagerintų suvirinimo kokybę.
Bet, gali susidaryti daugiau purslų, todėl norint užtikrinti gerą suliejimą, reikia atidžiai koreguoti parametrus.
Suvirinimas trinties būdu (FSW):
FSW yra kietojo kūno suvirinimo technika, kuri parodė daug žadą magnio lydiniams.
Jis generuoja šilumą dėl trinties tarp besisukančio įrankio ir ruošinio, nelydant medžiagos.
Taip gaunamos puikių mechaninių savybių suvirinimo siūlės, mažas poringumas, ir geras atsparumas korozijai.
FSW vis dažniau naudojamas aviacijos ir automobilių pramonėje magnio lydinio komponentams sujungti, ypač didelio masto konstrukcijoms, kur tradiciniai lydinio suvirinimo metodai gali sukelti didelių iškraipymų.
Kietojo litavimo ir litavimo svarstymai
Magnio lydinių litavimas ir litavimas reikalauja kruopštaus užpildo medžiagų ir srautų pasirinkimo.
Užpildo medžiagos lydymosi temperatūra turi būti žemesnė nei magnio lydinio, kad būtų užtikrintas tinkamas sukibimas, nelydant netauriojo metalo..
Fliusai naudojami paviršiaus oksidams pašalinti ir drėkinimui skatinti.
Pavyzdžiui, Magnio lydiniams gali būti naudojami sidabro pagrindu pagaminti litavimo užpildai, tačiau jiems reikia specifinių srautų, kad būtų išvengta oksidacijos litavimo proceso metu.
Litavimas, kita vertus, labiau tinka plonasienių ar mažo dydžio magnio lydinio komponentų sujungimui.
Dažniausiai naudojami atitinkamo srauto lydmetaliai alavo pagrindu, tačiau jungties stiprumas paprastai yra mažesnis, palyginti su kietuoju litavimu ir suvirinimu.
Klijavimo ir mechaninio tvirtinimo strategijos
Mechaninis tvirtinimas:
Mechaniniai tvirtinimo būdai, pvz., varžtai, varžtai, o kniedės dažniausiai naudojamos magnio lydinio komponentams sujungti.
Naudojant varžtus ir varžtus, dažnai pirmenybė teikiama savisriegiams varžtams, nes magnio lydiniai yra gana minkšti.
Tačiau, reikia vengti per daug priveržti, kad sriegis nenutrūktų arba medžiaga nesutrūkinėtų.
Kniedės gali užtikrinti tvirtas ir patikimas jungtis, ypač tais atvejais, kai yra vibracijos ir šlyties jėgos.
Klijavimas:
Klijavimas suteikia keletą magnio lydinių pranašumų, įskaitant galimybę suklijuoti skirtingas medžiagas, sumažinti streso koncentraciją, ir užtikrina lygų paviršiaus apdailą.
Epoksidiniai klijai yra plačiai naudojami dėl didelio stiprumo ir gero cheminio atsparumo.
Paviršiaus paruošimas yra labai svarbus sėkmingam klijų sukibimui.
Procesai, tokie kaip smėliavimas, cheminis ėsdinimas, ir gruntas gali pagerinti sukibimą tarp klijų ir magnio lydinio paviršiaus.
Automobilių interjero reikmėms, klijais suklijuoti magnio lydinio komponentai gali sumažinti svorį ir sumažinti triukšmo lygį.
9. Pagrindiniai magnio lydinio pritaikymai
Dėl jų magnio lydiniai yra vertinami daugelyje pramonės šakų išskirtinis stiprumo ir svorio santykis, elektromagnetinis ekranavimas, ir vibracijos slopinimo charakteristikos.
Kaip ir lengviausias konstrukcinis metalas (tankis ~1,74 g/cm³), Jie vis dažniau pakeičia sunkesnes medžiagas, tokias kaip plienas ir net aliuminis, kai naudojami svoriui jautrūs įrenginiai.
Automobilių pramonė
Automobilių sektorius yra didžiausias vartotojas magnio lydinių, skatinamas pasaulinių tikslų dėl degalų naudojimo efektyvumo ir emisijų mažinimo.
Pagrindinės programos:
- Jėgos pavaros komponentai: Perdavimo dėklai, sankabos korpusai, aliejaus keptuvės
- Važiuoklė ir pakaba: Kryžiaus nariai, vairai, stabdžių pedalai
- Kūno dalys: Prietaisų skydeliai, sėdynių rėmai, stogo plokštės (valcuoti Mg lakštai)
Aviacijos ir kosmoso
Mažas magnio tankis, geras standumas, Dėl puikaus apdirbimo jis tinka aviacijos ir kosmoso komponentams svorio taupymas yra labai svarbus.
Paraiškos:
- Lėktuvų interjerai: Sėdynės rėmai, viršutinės šiukšliadėžės, grindų plokštės
- Lėktuvų korpusų konstrukcijos: Sraigtasparnio pavarų dėžės, sparnų prieigos skydai
- Gynybos sistemos: Dronas (UAV) lėktuvų korpusai
Elektronika & Vartotojų prietaisai
Magnio lydinių pasiūlymas EMI ekranavimas, Puikus šilumos laidumas, ir lengvas – idealiai tinka kompaktiškam, karščiui jautrūs prietaisai.
Tipiški panaudojimo būdai:
- Nešiojamasis kompiuteris & planšetinio kompiuterio važiuoklė
- Išmaniųjų telefonų korpusai
- Kameros korpusai
- Aušinimo korpusai, skirti didelio našumo serveriams ir maršrutizatoriams
Medicinos taikymas
Biologiškai suderinami magnio lydiniai, ypač Mg-Ca ir Mg-Zn sistemos, kelia revoliuciją rezorbuojami medicininiai implantai.
Pavyzdžiai:
- Ortopediniai varžtai ir plokštelės (rezorbuojasi per 12–24 mėnesius)
- Širdies ir kraujagyslių stentai
- Pastoliai audinių inžinerijai
Architektūrinė ir pramoninė įranga
Magnis naudojamas tam tikruose struktūriniuose ir funkciniuose komponentuose, kuriems reikia lengvas, atsparus korozijai Spektaklis:
- Durų rankenos, vyriai, ir spynos
- Elektrinių įrankių korpusai
- Konstrukcinės atramos liftams ir eskalatoriams
Sporto prekės & Gyvenimo būdo produktai
Magnio lydiniai vis dažniau naudojami aukščiausios kokybės sporto prekės, kur pasirodymas, Nuovargio atsparumas, ir svarbu svoris.
Įprasti daiktai:
- Dviračių rėmai ir ratai
- Teniso raketės ir golfo lazdų galvutės
- Šaudymo iš lanko įranga ir žvejybos ritės
- Saulės akinių rėmeliai, lagaminai, ir portfelius
Jūrų & Naudojimas ne greitkeliu
Nors magnis reaguoja į sūrų vandenį, apsauginės dangos ir legiravimo leisti jį naudoti:
- Valties vairai ir sėdynių rėmai
- Ne greitkelių transporto priemonių dalys (keturračiai, sniego motociklai)
- Karinės jūrų dalys su aukojamo anodo konstrukcijos
10. Privalumai & Magnio lydinio apribojimai
Magnio lydinių pranašumai
- Itin lengvas
Magnis yra lengviausias konstrukcinis metalas (~1,74 g/cm³), ~33% lengvesnis už aliuminį ir 75% lengvesnis už plieną. - Didelis stiprumo ir svorio santykis
Siūlo puikias mechanines charakteristikas, palyginti su savo mase, idealiai tinka aviacijos ir automobilių pramonei. - Geras apdirbamumas
Galima apdirbti dideliu greičiu ir mažiau nusidėvi įrankiai, palyginti su kitais metalais, sumažinti gamybos laiką ir sąnaudas. - Puikus vibracijos slopinimas
Natūraliai sugeria vibracijas, todėl jis vertingas automobilių dalims ir elektronikai. - Aukščiausios kokybės elektromagnetinis ekranavimas
Efektyviai blokuoja elektromagnetinius trukdžius (EMI), būtini elektroninių prietaisų korpusams. - Perdirbimas
Magnio lydiniai yra visiškai perdirbami, jų savybės minimaliai pablogėja. - Biologinis suderinamumas
Tam tikri magnio lydiniai (Pvz., Mg-Ca, Mg-Zn) yra rezorbuojasi ir tinka laikiniems medicininiams implantams. - Patobulintos liejimo slėginės savybės
Idealiai tinka sudėtingų formų dalims su plonomis sienelėmis; greitesnis kietėjimas nei aliuminis.
Magnio lydinių apribojimai
- Didelis jautrumas korozijai
Be tinkamos dangos ar legiravimo, magnis lengvai korozuojasi, ypač sūraus vandens aplinkoje. - Ribotas kambario temperatūros plastiškumas
Yra linkę įtrūkti formavimo ar smūgio metu; legiravimas ir termomechaninis apdorojimas padeda tai sušvelninti. - Degumo rizika miltelių pavidalu
Magnio dulkės arba smulkios drožlės yra degios; apdirbant reikia griežtų priešgaisrinės saugos protokolų. - Iššūkį keliantis suvirinamumas
Oksido susidarymas, poringumas, ir suvirinimo metu gali atsirasti įtrūkimų; reikalauja specialios technikos (Pvz., Tig, suvirinimas frikciniu maišytuvu). - Mažesnis atsparumas šliaužimui aukštoje temperatūroje
Palyginti su aliuminio ar titano lydiniais, eksploatacinės savybės blogėja greičiau veikiant ilgalaikiam karščiui ir įtempiams. - Legiruojamųjų elementų kaina
Lydiniai, kuriuose naudojami retųjų žemių elementai (Pvz., WE serija) arba cirkonis gali būti brangus.
11. Magnio lydinių palyginimas su konkuruojančiomis medžiagomis
| Nuosavybė / Savybė | Magnio lydiniai | Aliuminio lydiniai | Titano lydiniai | Cinko lydiniai | Inžineriniai plastikai |
| Tankis (g/cm³) | ~1,74 | ~2,70 | ~4.43 | ~6,6–7,1 | ~0,9–1,5 |
| Tempimo stiprumas (MPA) | 150–350 | 200– 550 | 600-1000+ | 150–400 | 50– 200 |
| Youngo modulis (GPA) | ~45 | ~70 | ~110 | ~85 | ~2–5 |
| Šilumos laidumas (W/m · k) | ~60–160 | ~120–230 | ~7–16 | ~90–120 | ~0,2–0,5 |
| Atsparumas korozijai | Prastas ar vidutinio sunkumo | Gerai su dangomis | Puiku | Vidutinis | Puiku |
| Aparatas | Puiku | Gerai | Prastas ar vidutinio sunkumo | Labai gerai | Gerai |
| Perdirbimas | Puiku | Puiku | Nuo vidutinio iki gero | Puiku | Ribotas (priklauso nuo tipo) |
| Biologinis suderinamumas | Puiku (konkrečių pažymių) | Gerai | Puiku | Vargšas | Labai skiriasi |
| Kaina už kg (USD) | $2– 4 USD | $2– 5 USD | $20– 40 USD | $1.5– 3 USD | $1– 10 USD (skiriasi priklausomai nuo polimero) |
| Svorio taupymo pranašumas | ⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐ | ⭐⭐ | ⭐ | ⭐⭐⭐⭐⭐ |
| Išliejamumas | Puiku | Gerai | Vargšas | Puiku | N/A |
Pagrindinės lyginamosios įžvalgos
- Magnis vs. Aliuminis:
Magnio lydiniai yra ~35% lengvesni už aliuminį ir lengviau apdirbami, tačiau jie pasižymi mažesniu stiprumu ir prastesniu atsparumu korozijai, nebent jie būtų apdoroti.
Aliuminis pasižymi geresniu stabilumu aukštoje temperatūroje ir plačiau naudojamas kosminėje erdvėje. - Magnis vs. Titanas:
Titano lydiniai užtikrina puikų stiprumą ir atsparumą korozijai, tačiau yra labai brangūs ir sunkiai apdirbami.
Magnis yra žymiai lengvesnis ir pigesnis, bet netinka esant dideliam stresui, Aukštos temperatūros aplinka. - Cinkas vs. Magnio lydiniai:
Cinko lydiniai yra sunkesni ir stabilesni matmenų, su puikiu užmetimu.
Magnis yra lengvesnis ir geriau tinkamas naudoti, kai reikia sumažinti svorį, nors labiau linkęs į koroziją. - Magnis vs. Inžineriniai plastikai:
Plastikai yra lengvesni ir atsparūs korozijai, tačiau neturi magnio mechaninio stiprumo ir šiluminių savybių.
Magnis užtikrina geresnį elektromagnetinį ekranavimą ir struktūrinį vientisumą.
12. Išvada
Magnio lydiniai nuėjo ilgą kelią nuo jų pradinio sukūrimo, išsivysto į įvairiapusę medžiagų klasę su įvairiais pritaikymais.
Jų unikalus savybių derinys, pavyzdžiui, didelis stiprumo ir svorio santykis, vibracijos slopinimo charakteristikos, ir elektromagnetinis ekranavimas, todėl jie yra labai vertingi įvairiose pramonės šakose – nuo aviacijos ir automobilių pramonės iki elektronikos ir medicinos.
Tačiau, vis dar reikia spręsti problemas, tokias kaip jautrumas korozijai ir plastiškumas žemoje kambario temperatūroje.
Dėl nuolatinių tyrimų ir plėtros pastangų, didelė pažanga padaryta tokiose srityse kaip lydinių chemija, gamybos procesai, paviršiaus apsauga, ir sujungimo technikos.
Naujos lydinių chemijos, pažangios paviršiaus apdorojimo priemonės, ir naujos gamybos technologijos siūlo daug žadančius sprendimus, kaip įveikti šiuos apribojimus ir toliau plėsti magnio lydinių taikymo sritį..
DUK
Kas yra magnio lydiniai?
Magnio lydiniai yra lengvi konstrukciniai metalai, pagaminti derinant magnį su tokiais elementais kaip aliuminis, cinkas, Manganas, ir retos žemės.
Jie puikiai sumažina svorį ir yra naudojami automobiliuose, aviacijos ir kosmoso, Elektronika, ir medicinos laukai.
Ar magnio lydinys yra geresnis nei aliuminis?
Priklauso nuo programos:
- Magnis yra ~33% lengvesnis ir lengviau apdirbamas.
- Aliuminis yra tvirtesnis ir atsparesnis korozijai.
Rinkitės magnį lengvi poreikiai, ir aliuminio stiprumas ir ilgaamžiškumas.
Koks yra geriausias magnio lydinys?
„Geriausias“ lydinys priklauso nuo pramonės šakos. Štai keletas geriausių atlikėjų:
- AZ91d – Dažniausiai naudojamas gero stiprumo liejimo lydinys, atsparumas korozijai, ir liejamumas.
- 60 ZK – Didelio stiprumo kaltas lydinys, naudojamas kosmoso ir automobilių sporto komponentuose.
- Elektroninė 21 / Elektroninis WE43 – Pažangūs retųjų žemių lydiniai, pasižymintys dideliu atsparumu valkšnumui ir šiluminiam stabilumui, skirti aviacijai.
- AZ31B – Universalus, suvirinamas, ir plačiai naudojamas valcavimo lakštams ir ekstruzijai.
Ar magnio lydinys yra stipresnis už titaną?
Ne. Titanas yra daug tvirtesnis ir atsparesnis korozijai, bet ir sunkesni bei brangesni. Magnis vartojamas, kai svorio taupymas yra svarbesni nei maksimali jėga.
