Մագնեզիումի համաձուլվածքներ. կիրառություն, դասակարգում և հատկություններ

2024 Հեղինակ: Howard Calhoun | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-12-17 10:30

Մագնեզիումի համաձուլվածքներն ունեն մի շարք եզակի ֆիզիկական և քիմիական հատկություններ, որոնցից հիմնականներն են ցածր խտությունը և բարձր ամրությունը: Այս հատկությունների համադրությունը նյութերի մեջ մագնեզիումի ավելացման հետ հնարավորություն է տալիս արտադրել բարձր ամրության բնութագրերով և ցածր քաշով ապրանքներ և կառուցվածքներ։

Մագնեզիումի բնութագրեր

Մագնեզիումի արդյունաբերական արտադրությունն ու օգտագործումը սկսվել է համեմատաբար վերջերս՝ ընդամենը մոտ 100 տարի առաջ: Այս մետաղն ունի ցածր զանգված, քանի որ այն ունի համեմատաբար ցածր խտություն (1,74 գ/սմ), լավ դիմադրողականություն օդի, ալկալիների, ֆտոր և հանքային յուղեր պարունակող գազային միջավայրերի նկատմամբ։

Նրա հալման ջերմաստիճանը 650 աստիճան է։ Այն բնութագրվում է բարձր քիմիական ակտիվությամբ մինչև օդում ինքնաբուխ այրումը։ Մաքուր մագնեզիումի առաձգական ուժը 190 ՄՊա է, առաձգական մոդուլը՝ 4500 ՄՊա, իսկ հարաբերական երկարացումը՝ 18%։ Մետաղն ունի բարձր խոնավեցնող հատկություն (արդյունավետորեն կլանում է առաձգական թրթռումները), որն ապահովում է նրանցնցումների գերազանց հանդուրժողականություն և ռեզոնանսային երևույթների նկատմամբ զգայունության նվազում:

Այս տարրի այլ առանձնահատկություններից են լավ ջերմային հաղորդունակությունը, ջերմային նեյտրոնները կլանելու և միջուկային վառելիքի հետ փոխազդելու ցածր կարողությունը: Այս հատկությունների համակցության շնորհիվ մագնեզիումը իդեալական նյութ է միջուկային ռեակտորների բարձր ջերմաստիճանի տարրերի հերմետիկորեն փակ պատյաններ ստեղծելու համար։

Մագնեզիումը լավ համաձուլվում է տարբեր մետաղների հետ և հանդիսանում է ուժեղ վերականգնող նյութերից մեկը, առանց որի անհնար է մետաղաջերմային գործընթացը։

Իր մաքուր տեսքով այն հիմնականում օգտագործվում է որպես համաձուլվածքային հավելում ալյումինի, տիտանի և որոշ այլ քիմիական տարրերի հետ համաձուլվածքների մեջ: Սև մետալուրգիայում մագնեզիումն օգտագործվում է պողպատի և չուգունի խորը ծծմբազրկման համար, իսկ վերջինիս հատկությունները բարելավվում են գրաֆիտի սֆերոիդացման միջոցով։

Մագնեզիում և համաձուլվածքային հավելումներ

Մագնեզիումի վրա հիմնված համաձուլվածքներում օգտագործվող համաձուլվածքների ամենատարածված հավելումները ներառում են այնպիսի տարրեր, ինչպիսիք են ալյումինը, մանգանը և ցինկը: Ալյումինի միջոցով կառուցվածքը բարելավվում է, նյութի հեղուկությունը և ուժը մեծանում են: Ցինկի ներմուծումը նաև հնարավորություն է տալիս ավելի ամուր համաձուլվածքներ ստանալ՝ կրճատված հատիկի չափով: Մանգանի կամ ցիրկոնիումի օգնությամբ բարձրանում է մագնեզիումի համաձուլվածքների կոռոզիոն դիմադրությունը։

Ցինկի և ցիրկոնիումի ավելացումն ապահովում է մետաղական խառնուրդների ամրության և ճկունության բարձրացում: Եվ որոշակի հազվագյուտ հողի առկայությունըտարրեր, ինչպիսիք են նեոդիմը, ցերիումը, իտրիումը և այլն, նպաստում են ջերմակայունության զգալի աճին և մագնեզիումի համաձուլվածքների մեխանիկական հատկությունների առավելագույնի բարձրացմանը:

1,3-ից 1,6 գ/մ խտությամբ գերթեթև նյութեր ստեղծելու համար համաձուլվածքների մեջ ներմուծվում է լիթիում: Այս հավելումը հնարավորություն է տալիս կիսով չափ նվազեցնել դրանց քաշը՝ համեմատած ալյումինե մետաղական խառնուրդների հետ։ Միևնույն ժամանակ, դրանց պլաստիկության, հոսունության, առաձգականության և արտադրելիության ցուցանիշները հասնում են ավելի բարձր մակարդակի։

Մագնեզիումի համաձուլվածքների դասակարգում

Մագնեզիումի համաձուլվածքները դասակարգվում են ըստ մի շարք չափանիշների: Սա է՝

• ըստ մշակման եղանակի՝ ձուլման և դեֆորմացվողի համար;
• ըստ ջերմային մշակման նկատմամբ զգայունության աստիճանի՝ չպնդած և ջերմային մշակմամբ կարծրացած;
• ըստ հատկությունների և կիրառությունների՝ ջերմակայուն, բարձր ամրության և ընդհանուր նշանակության համաձուլվածքների համար;
• ըստ համաձուլման համակարգի - կան չպնդվող և ջերմային կարծրացվող կռած մագնեզիումի համաձուլվածքների մի քանի խմբեր:

Ձուլման համաձուլվածքներ

Այս խումբը ներառում է համաձուլվածքներ մագնեզիումի հավելումով, որոնք նախատեսված են ձևավորված ձուլման միջոցով տարբեր մասերի և տարրերի արտադրության համար: Նրանք ունեն տարբեր մեխանիկական հատկություններ, որոնցից կախված դրանք բաժանվում են երեք դասի՝

• միջին ուժ;
• բարձր ուժ;
• ջերմակայուն։

Քիմիական կազմով համաձուլվածքները նույնպես բաժանվում են երեք խմբի՝

• ալյումին + մագնեզիում + ցինկ;
• մագնեզիում + ցինկ + ցիրկոնիում;
• մագնեզիում + հազվագյուտ հողտարրեր + ցիրկոնիում։

Հալվածքների ձուլման հատկություններ

Այս երեք խմբերի արտադրանքի մեջ ձուլման լավագույն հատկությունները ունեն ալյումին-մագնեզիումի համաձուլվածքներ: Դրանք պատկանում են բարձր ամրության նյութերի դասին (մինչև 220 ՄՊա), հետևաբար լավագույն տարբերակն են մեխանիկական և ջերմային բեռների տակ աշխատող ինքնաթիռների, մեքենաների և այլ սարքավորումների շարժիչի մասերի արտադրության համար։

Ամուր բնութագրերը բարձրացնելու համար ալյումին-մագնեզիումի համաձուլվածքները համաձուլվում են նաև այլ տարրերի հետ: Բայց երկաթի և պղնձի կեղտերի առկայությունը անցանկալի է, քանի որ այդ տարրերը բացասաբար են ազդում համաձուլվածքների եռակցման և կոռոզիոն դիմադրության վրա։

Ձուլված մագնեզիումի համաձուլվածքները պատրաստվում են տարբեր տեսակի հալման վառարաններում. ռեվերբերյացիոն վառարաններ, գազով, նավթով կամ էլեկտրական ջեռուցմամբ խառնարանային վառարաններ, կամ կարասային ինդուկցիոն վառարաններ:

Հալման և ձուլման ժամանակ այրումը կանխելու համար օգտագործվում են հատուկ հոսքեր և հավելումներ: Ձուլվածքները արտադրվում են ավազի, գիպսի և կաղապարի մեջ ձուլման միջոցով, ճնշման տակ և օգտագործելով ներդրումային մոդելներ:

Կռած համաձուլվածքներ

Համեմատ ձուլածո համաձուլվածքների հետ՝ կռած մագնեզիումի համաձուլվածքներն ավելի ամուր են, ավելի ճկուն և ավելի կոշտ: Դրանք օգտագործվում են բլանկների արտադրության համար՝ գլորելով, սեղմելով և դրոշմելով։ Որպես արտադրանքի ջերմային մշակում, կարծրացումն օգտագործվում է 350-410 աստիճան ջերմաստիճանում, որին հաջորդում է կամայական սառեցում՝ առանց ծերացման։

Երբ տաքացվում էՆման նյութերի պլաստիկ հատկությունները մեծանում են, հետևաբար, մագնեզիումի համաձուլվածքների մշակումն իրականացվում է ճնշման միջոցով և բարձր ջերմաստիճանում։ Դրոշմումը կատարվում է 280-480 աստիճան ջերմաստիճանում մամլիչների տակ՝ փակ գավազանների միջոցով։ Սառը գլանման ժամանակ կատարվում են հաճախակի միջանկյալ վերաբյուրեղացումներ։

Մագնեզիումի համաձուլվածքների եռակցման ժամանակ արտադրանքի կարի ամրությունը կարող է կրճատվել այն հատվածներում, որտեղ կատարվել է եռակցումը, նման նյութերի գերտաքացման նկատմամբ զգայունության պատճառով:

Մագնեզիումի համաձուլվածքների կիրառման ոլորտները

Տարբեր կիսաֆաբրիկատներ՝ ձուլակտորներ, սալեր, պրոֆիլներ, թիթեղներ, դարբնոցներ և այլն, արտադրվում են համաձուլվածքների ձուլման, դեֆորմացիայի և ջերմային մշակման միջոցով։ Այս բլանկները օգտագործվում են ժամանակակից տեխնիկական սարքերի տարրերի և մասերի արտադրության համար, որտեղ կառուցվածքների քաշային արդյունավետությունը (նվազեցված քաշը) առաջնահերթ դեր է խաղում՝ պահպանելով դրանց ամրության բնութագրերը: Ալյումինի համեմատ մագնեզիումը 1,5 անգամ ավելի թեթև է և 4,5 անգամ ավելի թեթև, քան պողպատը։

Ներկայումս մագնեզիումի համաձուլվածքների օգտագործումը լայնորեն կիրառվում է օդատիեզերական, ավտոմոբիլային, ռազմական և այլ արդյունաբերություններում, որտեղ դրանց բարձր արժեքը (որոշ դասարաններ պարունակում են բավականին թանկ համաձուլվածքներ) արդարացված է տնտեսական տեսանկյունից ավելի դիմացկուն, ավելի արագ, հզոր և անվտանգ սարքավորում ստեղծելու հնարավորություն, որը կարող է արդյունավետ աշխատել էքստրեմալ պայմաններում, այդ թվում՝ բարձր ջերմաստիճանի ազդեցության դեպքում:

Իրենց բարձր էլեկտրական ներուժի շնորհիվ այս համաձուլվածքները օպտիմալ նյութ են պաշտպանիչներ ստեղծելու համար, որոնք ապահովում են պողպատե կոնստրուկցիաների էլեկտրաքիմիական պաշտպանությունը, ինչպիսիք են մեքենաների մասերը, ստորգետնյա կառույցները, նավթային հարթակները, ծովային նավերը և այլն, տեղի ունեցող կոռոզիայից: խոնավության, քաղցրահամ և ծովի ջրի ազդեցության տակ։

Մագնեզիումի ավելացումով համաձուլվածքները նույնպես օգտագործվել են տարբեր ռադիոտեխնիկական համակարգերում, որտեղ դրանք օգտագործվում են ուլտրաձայնային գծերի համար ձայնային խողովակներ ստեղծելու համար՝ էլեկտրական ազդանշանները հետաձգելու համար:

Եզրակացություն

Ժամանակակից արդյունաբերությունը նյութերի նկատմամբ ավելի մեծ պահանջներ է դնում՝ դրանց ամրության, մաշվածության դիմադրության, կոռոզիայից դիմադրության և արտադրական լինելու առումով: Մագնեզիումի համաձուլվածքների օգտագործումը ամենահեռանկարային ոլորտներից է, հետևաբար մագնեզիումի նոր հատկությունների որոնման և դրա կիրառման հնարավորությունների հետ կապված հետազոտությունները չեն դադարում։

Ներկայումս մագնեզիումի վրա հիմնված համաձուլվածքների օգտագործումը տարբեր մասերի և կառուցվածքների ստեղծման ժամանակ հնարավորություն է տալիս նվազեցնել դրանց քաշը գրեթե 30%-ով և բարձրացնել առաձգական ուժը մինչև 300 ՄՊա, սակայն, ըստ գիտնականների, սա. հեռու է այս եզակի մետաղի սահմանից.