Магний эритмелери: колдонулушу, классификациясы жана касиеттери

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2023-12-17 10:34

Магний эритмелери бир катар уникалдуу физикалык жана химиялык касиеттерге ээ, алардын негизгилери тыгыздыгы төмөн жана жогорку күч. Магнийдин кошулмасы менен материалдардагы бул сапаттардын айкалышы жогорку бекемдик мүнөздөмөлөрү жана аз салмактагы буюмдарды жана конструкцияларды чыгарууга мүмкүндүк берет.

Магний өзгөчөлүктөрү

Магнийди өнөр жай өндүрүшү жана колдонуу салыштырмалуу жакында эле башталган - 100 жылдай мурун. Бул металлдын массасы аз, анткени ал салыштырмалуу төмөн тыгыздыкка (1,74 г/смᶟ), абага, щелочторго, фтор жана минералдык майларды камтыган газ түрүндөгү чөйрөгө жакшы туруштук берет.

Анын эрүү температурасы 650 градус. Ал абада өзүнөн-өзү күйүүгө чейинки жогорку химиялык активдүүлүк менен мүнөздөлөт. Таза магнийдин созууга бекемдиги 190 МПа, серпилгичтик модулу 4500 МПа, салыштырмалуу узартылышы 18%. Металл жогорку демпферлік жөндөмгө ээ (эффективдүү серпилгич термелүүлөрдү жутуп алат), бул аны камсыз кылатмыкты шок чыдамкайлык жана резонанстык кубулуштарга сезгичтиктин төмөндөшү.

Бул элементтин башка өзгөчөлүктөрүнө жакшы жылуулук өткөрүмдүүлүк, жылуулук нейтрондорду сиңирүү жана өзөктүк отун менен өз ара аракеттенүү жөндөмүнүн төмөндүгү кирет. Бул касиеттердин айкалышынан улам магний ядролук реакторлордун жогорку температурадагы элементтеринин герметикалык жабылган кабыктарын түзүү үчүн идеалдуу материал болуп саналат.

Магний эритмелери ар кандай металлдар менен жакшы болот жана күчтүү калыбына келтирүүчү агенттердин бири, ансыз металлотермиялык процесс мүмкүн эмес.

Таза түрүндө ал негизинен алюминий, титан жана башка кээ бир химиялык элементтер менен эритмелерде легирлөөчү кошумча катары колдонулат. Кара металлургияда магний болот менен чоюнду терең күкүртсүздандыруу үчүн колдонулат, ал эми акыркысынын касиеттери графиттин сфероидизациясы аркылуу жакшыртылды.

Магний жана легирлөөчү кошумчалар

Магний негизиндеги эритмелерде колдонулган эң кеңири таралган легирлөөчү кошумчаларга алюминий, марганец жана цинк сыяктуу элементтер кирет. Алюминий аркылуу структурасы жакшырып, материалдын суюктугу жана күчү жогорулайт. Цинктин киргизилиши да данынын көлөмү кыскарган күчтүү эритмелерди алууга мүмкүндүк берет. Марганецтин же цирконийдин жардамы менен магний эритмелеринин коррозияга туруктуулугу жогорулайт.

Цинк менен цирконийдин кошулушу металл аралашмаларынын бекемдигин жана ийкемдүүлүгүн жогорулатат. Жана кээ бир сейрек кездешүүчү жердин болушунеодим, церий, иттрий ж.б. сыяктуу элементтер ысыкка туруктуулуктун олуттуу жогорулашына жана магний эритмелеринин механикалык касиеттерин максималдуу жогорулатууга көмөктөшөт.

Тығыздыгы 1,3-1,6 г/mᶟ болгон ультра жеңил материалдарды түзүү үчүн эритмелерге литий киргизилет. Бул кошумча алюминий металл аралашмалары менен салыштырганда, алардын салмагын эки эсе азайтууга мүмкүндүк берет. Ошол эле учурда, алардын пластикалык, суюктук, ийкемдүүлүк жана өндүрүштүк көрсөткүчтөрү жогорку деңгээлге жетет.

Магний эритмелеринин классификациясы

Магний эритмелери бир катар критерийлер боюнча классификацияланат. Бул:

• иштетүү ыкмасы боюнча - куюу жана деформациялоо үчүн;
• жылуу иштетүүгө сезгичтик даражасы боюнча - катууланбаганга жана термикалык иштетүүдө катууланганга;
• касиеттери жана колдонулушу боюнча - ысыкка чыдамдуу, жогорку бекем жана жалпы максаттагы эритмелер үчүн;
• легирленген система боюнча - катууланбаган жана ысыкта катуулануучу согулган магний эритмелеринин бир нече топтору бар.

Куюу эритмелери

Бул топко магний кошулган эритмелер кирет, формалуу куюу жолу менен түрдүү тетиктерди жана элементтерди өндүрүү үчүн арналган. Алар ар кандай механикалык касиеттерге ээ, алар үч класска бөлүнөт:

• орточо күч;
• жогорку күч;
• ысыкка чыдамдуу.

Химиялык курамы боюнча эритмелер да үч топко бөлүнөт:

• алюминий + магний + цинк;
• магний + цинк + цирконий;
• магний + сейрек кездешүүчү жерэлементтер + цирконий.

Эритмелердин куюу касиеттери

Бул үч топтун азыктарынын ичинен эң жакшы куюу касиеттери алюминий-магний эритмелерине ээ. Алар жогорку бышык материалдардын классына кирет (220 МПа чейин), ошондуктан алар механикалык жана жылуулук жүктөмүндө иштеген учактар, автоунаалар жана башка жабдуулар үчүн кыймылдаткыч тетиктерин жасоо үчүн эң жакшы вариант.

Күчтүүлүк мүнөздөмөлөрүн жогорулатуу үчүн алюминий-магний эритмелери башка элементтер менен легирленген. Бирок темир жана жез аралашмаларынын болушу жагымсыз, анткени бул элементтер эритмелердин ширетүү жана коррозияга туруктуулугуна терс таасирин тийгизет.

Чойма магний эритмелери ар кандай типтеги эритүүчү мештерде даярдалат: ревербератордук мештерде, газ, мунай же электр жылыткычы бар тигель мештери же тигель индукциялык мештер.

Атайын флюстар жана кошумчалар эрүү жана куюу учурунда күйүүнүн алдын алуу үчүн колдонулат. Куймалар кум, гипс жана кабык калыптарына куюу менен, басым астында жана инвестициялык моделдерди колдонуу менен өндүрүлөт.

Согулган эритмелер

Куйма эритмелерге салыштырмалуу, согулган магний эритмелери күчтүүрөөк, ийкемдүү жана катуураак. Алар прокаттоо, пресстөө жана штамптоо жолу менен бланктарды өндүрүү үчүн колдонулат. Продукцияларды термикалык иштетүү катары катаалдаштыруу 350-410 градус температурада колдонулат, андан кийин эскирбестен өзүм билемдик менен муздатуу колдонулат.

Ысытылгандамындай материалдардын пластикалык касиеттери жогорулайт, ошондуктан магний эритмелерин иштетүү басымдын жардамы менен жана жогорку температурада жүргүзүлөт. Штамптоо пресстердин астында 280-480 градуста жабык штамптар аркылуу жургузулет. Муздак прокатта тез-тез аралыктагы кайра кристаллдашуу күйдүрүүлөрү жүргүзүлөт.

Магний эритмелерин ширетүүдө мындай материалдардын ашыкча ысып кетүүсүнө сезгичтигинен улам ширетүү жасалган сегменттерде буюмдун тигишинин бекемдиги азайышы мүмкүн.

Магний эритмелерин колдонуу тармактары

Эритмелерди куюу, деформациялоо жана жылуулук менен иштетүү жолу менен ар түрдүү жарым фабрикаттар - куймалар, плиталар, профилдер, листкалар, согмалар жана башкалар чыгарылат. Бул бланктар заманбап техникалык түзүлүштөрдүн элементтерин жана бөлүктөрүн өндүрүү үчүн колдонулат, мында конструкциялардын салмактык эффективдүүлүгү (төмөндүрүлгөн салмак) алардын бекемдик мүнөздөмөлөрүн сактоо менен артыкчылыктуу роль ойнойт. Алюминийге салыштырмалуу магний 1,5 эсе, болоттон 4,5 эсе жеңил.

Учурда магний эритмелерин колдонуу аэрокосмостук, автомобиль, аскердик жана башка өнөр жайларда кеңири колдонулат, мында алардын жогорку баасы (айрым сорттор кыйла кымбат легирлөөчү элементтерди камтыйт) экономикалык көз караштан алганда экстремалдык шарттарда, анын ичинде жогорку температурага дуушар болгондо натыйжалуу иштей турган бышык, ылдамыраак, күчтүү жана коопсуз жабдууларды түзүү мүмкүнчүлүгү.

Электрдик потенциалы жогору болгондуктан, бул эритмелер автомобиль тетиктерин, жер астындагы конструкцияларды, мунай платформаларын, деңиз кемелерин ж. ным, таза жана деңиз суусунун таасири астында.

Магний кошулган эритмелер ар кандай радиотехника системаларында да колдонулган, мында электрдик сигналдарды кечеңдетүү үчүн ультраүн линиялары үчүн үн түтүктөрүн жасоо үчүн колдонулат.

Тыянак

Заманбап индустрия материалдарга алардын бекемдиги, эскирүүгө туруктуулугу, коррозияга туруктуулугу жана өндүрүштүк жөндөмдүүлүгү боюнча барган сайын жогору талаптарды коёт. Магний эритмелерин колдонуу келечектүү багыттардын бири, ошондуктан магнийдин жаңы касиеттерин жана аны колдонуу мүмкүнчүлүктөрүн издөө менен байланышкан изилдөөлөр токтобойт.

Учурда ар кандай тетиктерди жана конструкцияларды жасоодо магний негизиндеги эритмелерди колдонуу алардын салмагын дээрлик 30% кыскартууга жана 300 МПа чыңалууга туруктуулугун жогорулатууга мүмкүндүк берет, бирок, окумуштуулардын пикири боюнча, бул бул уникалдуу металлдын чегинен алыс.