آلیاژهای منیزیم

آلیاژهای منیزیم، به عنوان یکی از سبک ترین مواد ساختاری تجاری مورد استفاده، به طور سنتی در کاربردهای هواپیما و فضاپیما استفاده می شود.آلیاژهای منیزیم همچنین دارای استحکام ویژه و سفتی الاستیک بالا، ماشین کاری خوب و ظرفیت میرایی عالی هستند.

روندهای فعلی برای کاهش مصرف انرژی منجر به تلاش هایی برای به حداقل رساندن وزن کل و وزن بخش متحرک وسایل نقلیه می شود.از این رو، اخیراً با سرعت فزاینده ای، آلیاژهای منیزیم فرفورژه در مصارف خودروسازی مورد توجه قرار گرفته اند که می تواند وزن خودروها را به میزان قابل توجهی کاهش دهد.آلیاژهای منیزیم همچنین برای ساخت محفظه‌های بسیاری از دستگاه‌های الکترونیکی قابل حمل، مانند تلفن‌های همراه یا نوت‌بوک، نه تنها برای سبکی مواد، بلکه برای سهولت بازیافت و قابلیت‌های محافظ الکترومغناطیسی خوب استفاده می‌شوند.این قطعات ریخته گری را با محصولات فرفورژه جایگزین می کنند، از جمله آهنگری های دقیق شکل پیچیده.

سیستم های آلیاژ منیزیم به ترکیبات حاوی آل و بدون آل تقسیم می شوند.

آلیاژهایی که اغلب مورد استفاده قرار می گیرند آنهایی هستند که مبتنی بر سیستم Mg-Al هستند، مانند Mg-Al-Zn (به عنوان AZ نامیده می شود) و Mg-Al-Mn (سری AM).مقاومت خزشی ضعیف آنها به وقوع فاز Mg17Al12 کم ذوب مربوط می شود که چنین موادی را برای کاربردهای بالای 120 درجه سانتی گراد نامناسب می کند.Mg-Al-RE (سری AE)، Mg-Al-Ca-Sr (سری AXJ) و Mg-Al-Sr (سری AJ) مقاومت خزشی بهتری دارند، زیرا ریزساختار آنها با حضور فازهای دوم مشخص می شود. سیستم Al-RE، Al-Sr یا Al-Ca در مرزهای دانه که ترکیبات پایدار با نقطه ذوب نسبتاً بالا هستند.حداکثر دمای کاری این آلیاژها از 180 درجه سانتیگراد تجاوز نمی کند.

سیستم های اساسی برای آلیاژهای منیزیم بدون Al آلیاژهای حاوی Zr مانند Mg-Zn-Zr (سری ZK)، Mg-Nd-Y-Zr (سری WE)، Mg-Ag-Nd-Zr (سری QE)، Mg-Gd-Nd-Zr (Elektron 21)، Mg-Zn-RE-Zr (سری ZE)، Mg-Th-Zr.این آلیاژها عمدتاً برای ریخته‌گری گرانشی پیش‌بینی می‌شوند و حداکثر دمای عملیاتی آنها به 300 درجه سانتیگراد می‌رسد.در میان این آلیاژها، آلیاژ منیزیم ZRE1 خواص خزشی خوبی تا 200 درجه سانتیگراد از خود نشان می دهد.این آلیاژ حاوی روی، فلزات خاکی کمیاب و زیرکونیوم است.روی معمولاً در ترکیب با آلومینیوم، زیرکونیوم، خاک‌های کمیاب یا توریم برای تولید آلیاژهای منیزیم مقاوم در برابر بارش با استحکام خوب استفاده می‌شود.روی همچنین به غلبه بر اثر خورنده مضر ناخالصی های آهن و نیکل که ممکن است در آلیاژ منیزیم وجود داشته باشد کمک می کند.فلزات خاکی کمیاب یا به عنوان "ترکیب غیر فلزی" برای کاهش هزینه های سنتز اضافه می شوند.
افزودن عناصر خاکی کمیاب به شدت شکل پذیری را بهبود می بخشد و استحکام را در دماهای بالا افزایش می دهد.آنها همچنین ترک خوردگی و تخلخل جوش را کاهش می دهند زیرا دامنه انجماد آلیاژها را باریک می کنند.زیرکونیوم دارای اثر پالایش دانه بر روی آلیاژهای منیزیم است.آلیاژ Elektron ZRE1 ویژگی های ریخته گری بسیار خوبی را نشان می دهد و اجزای آن هم فشار محکم و هم قابل جوش هستند.

کلاس های اصلی آلیاژ منیزیم هستند
• آلیاژهای ریخته گری Mg-Al
• آلیاژهای ریخته گری Mg-Al-Zn
• آلیاژهای ریخته گری Mg-Zn و Mg-Zn-Cu
• آلیاژ ریخته گری Mg-Zn-Zr و Mg-RE-Zn-Zr
• آلیاژهای ریخته گری منیزیم با دمای بالا
• آلیاژهای منیزیم فرفورژه

کلید نماد آلیاژ برای آلیاژهای منیزیم:

حروف بعلاوه اعداد نشان دهنده عناصر آلیاژی هستند که از نظر وزنی به Mg اضافه شده و به نزدیکترین عدد صحیح گرد شده اند.به عنوان مثال AZ31 آلیاژ Mg-3Al-1Zn را نشان می دهد.