Lidhjet e magnezit: aplikimi, klasifikimi dhe vetitë

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2023-12-17 10:40

Lidhjet e magnezit kanë një sërë vetive fizike dhe kimike unike, kryesore prej të cilave janë densiteti i ulët dhe forca e lartë. Kombinimi i këtyre cilësive në materiale me shtimin e magnezit bën të mundur prodhimin e produkteve dhe strukturave me karakteristika të forta të larta dhe peshë të ulët.

Karakteristikat e magnezit

Prodhimi industrial dhe përdorimi i magnezit filloi relativisht kohët e fundit - vetëm rreth 100 vjet më parë. Ky metal ka një masë të ulët, pasi ka një densitet relativisht të ulët (1,74 g/cmᶟ), rezistencë të mirë ndaj ajrit, alkaleve, mediave të gazta që përmbajnë fluor dhe vajra minerale.

Pika e shkrirjes së tij është 650 gradë. Karakterizohet nga aktivitet i lartë kimik deri në djegie spontane në ajër. Rezistenca në tërheqje e magnezit të pastër është 190 MPa, moduli elastik është 4,500 MPa dhe zgjatja relative është 18%. Metali ka një aftësi të lartë amortizimi (përthith në mënyrë efektive dridhjet elastike), gjë që i siguron atijtolerancë e shkëlqyer ndaj goditjeve dhe ndjeshmëri e reduktuar ndaj fenomeneve rezonante.

Karakteristika të tjera të këtij elementi përfshijnë përçueshmëri të mirë termike, aftësi të ulët për të thithur neutronet termike dhe për të bashkëvepruar me karburantin bërthamor. Për shkak të kombinimit të këtyre vetive, magnezi është një material ideal për krijimin e predhave të mbyllura hermetikisht të elementeve me temperaturë të lartë të reaktorëve bërthamorë.

Magnezi lidhet mirë me metale të ndryshme dhe është një nga agjentët reduktues të fortë, pa të cilin procesi metalotermik është i pamundur.

Në formën e tij të pastër, përdoret kryesisht si një shtesë aliazh në lidhjet me alumin, titan dhe disa elementë të tjerë kimikë. Në metalurgjinë e zezë, magnezi përdoret për desulfurizimin e thellë të çelikut dhe gizës dhe vetitë e këtij të fundit përmirësohen nga sferoidizimi i grafitit.

Aditivët e magnezit dhe lidhjeve

Shtesat më të zakonshme të lidhjeve të përdorura në lidhjet me bazë magnezi përfshijnë elementë të tillë si alumini, mangani dhe zinku. Përmes aluminit, struktura përmirësohet, rrjedhshmëria dhe forca e materialit rriten. Futja e zinkut gjithashtu bën të mundur marrjen e lidhjeve më të forta me një madhësi të reduktuar të kokrrizave. Me ndihmën e manganit ose zirkonit rritet rezistenca ndaj korrozionit të lidhjeve të magnezit.

Shtimi i zinkut dhe zirkonit siguron rritje të forcës dhe duktilitetit të përzierjeve metalike. Dhe prania e disa tokave të rrallaelementet, si neodymium, cerium, ittrium, etj., kontribuojnë në një rritje të ndjeshme të rezistencës ndaj nxehtësisë dhe në maksimizimin e vetive mekanike të lidhjeve të magnezit.

Për të krijuar materiale ultra të lehta me një densitet prej 1,3 deri në 1,6 g/mᶟ, litium futet në lidhjet. Ky aditiv bën të mundur uljen e peshës së tyre përgjysmë në krahasim me përzierjet e metaleve të aluminit. Në të njëjtën kohë, treguesit e tyre të plasticitetit, rrjedhshmërisë, elasticitetit dhe fabrikueshmërisë arrijnë një nivel më të lartë.

Klasifikimi i lidhjeve të magnezit

Lidhjet e magnezit klasifikohen sipas një numri kriteresh. Kjo është:

• sipas metodës së përpunimit - për derdhje dhe deformim;
• sipas shkallës së ndjeshmërisë ndaj trajtimit termik - në jo të ngurtësuar dhe të ngurtësuar nga trajtimi termik;
• sipas vetive dhe aplikimeve - për lidhjet rezistente ndaj nxehtësisë, me qëndrueshmëri të lartë dhe për qëllime të përgjithshme;
• sipas sistemit të lidhjeve - ekzistojnë disa grupe të lidhjeve të magnezit të farkëtuar të paforcueshëm dhe të ngurtësueshëm nga nxehtësia.

Lidhjet e derdhjes

Ky grup përfshin lidhjet me shtimin e magnezit, të dizajnuara për prodhimin e pjesëve dhe elementeve të ndryshme me derdhje në formë. Ato kanë veti të ndryshme mekanike, në varësi të të cilave ato ndahen në tre klasa:

• fortësi mesatare;
• forcë e lartë;
• rezistent ndaj nxehtësisë.

Për sa i përket përbërjes kimike, lidhjet ndahen gjithashtu në tre grupe:

• alumin + magnez + zink;
• magnez + zink + zirkon;
• magnez + tokë e rrallëelemente + zirkon.

Vetitë e derdhjes së lidhjeve

Vetitë më të mira të derdhjes midis produkteve të këtyre tre grupeve kanë lidhjet alumin-magnez. Ato i përkasin klasës së materialeve me rezistencë të lartë (deri në 220 MPa), prandaj janë opsioni më i mirë për prodhimin e pjesëve të motorit për avionë, makina dhe pajisje të tjera që funksionojnë nën ngarkesa mekanike dhe termike.

Për të rritur karakteristikat e forcës, lidhjet alumini-magnez aliazhohen edhe me elementë të tjerë. Por prania e papastërtive të hekurit dhe bakrit është e padëshirueshme, pasi këta elementë kanë një efekt negativ në saldueshmërinë dhe rezistencën ndaj korrozionit të lidhjeve.

Lidhjet e derdhura të magnezit përgatiten në lloje të ndryshme furrash shkrirëse: furra me reverberator, furra me ngrohje me gaz, naftë ose elektrike, ose furra me induksion në kanaçe.

Flukse dhe aditivë të veçantë përdoren për të parandaluar djegien gjatë shkrirjes dhe derdhjes. Derdhjet prodhohen duke derdhur në kallëpe rëre, suvaje dhe guaskë, nën presion dhe duke përdorur modele investimi.

Lidhjet e përpunuara

Krahasuar me lidhjet e derdhura, lidhjet e magnezit të farkëtuar janë më të forta, më duktile dhe më të forta. Ato përdoren për prodhimin e boshllëqeve duke rrotulluar, shtypur dhe stampuar. Si trajtim termik i produkteve, ngurtësimi përdoret në temperaturën 350-410 gradë, i ndjekur nga ftohja arbitrare pa plakje.

Kur nxehetvetitë plastike të materialeve të tilla rriten, prandaj përpunimi i lidhjeve të magnezit kryhet me anë të presionit dhe në temperatura të larta. Stampimi kryhet në 280-480 gradë nën presa me anë të mbulesave të mbyllura. Në petëzimin e ftohtë, kryhen pjekje të shpeshta rikristalizimi të ndërmjetëm.

Gjatë saldimit të lidhjeve të magnezit, forca e shtresës së produktit mund të reduktohet në segmentet ku është kryer saldimi, për shkak të ndjeshmërisë së materialeve të tilla ndaj mbinxehjes.

Fushat e aplikimit të lidhjeve të magnezit

Produkte të ndryshme gjysëm të gatshme - shufra, pllaka, profile, fletë, farke etj. prodhohen nga derdhja, deformimi dhe trajtimi termik i lidhjeve. Këto boshllëqe përdoren për prodhimin e elementeve dhe pjesëve të pajisjeve moderne teknike, ku efikasiteti i peshës së strukturave (pesha e reduktuar) luan një rol prioritar duke ruajtur karakteristikat e tyre të forcës. Krahasuar me aluminin, magnezi është 1,5 herë më i lehtë dhe 4,5 herë më i lehtë se çeliku.

Për momentin, përdorimi i lidhjeve të magnezit praktikohet gjerësisht në industrinë e hapësirës ajrore, automobilistike, ushtarake dhe industri të tjera, ku kostoja e tyre e lartë (disa nota përmbajnë elementë aliazh mjaft të shtrenjtë) justifikohet nga pikëpamja ekonomike nga mundësia e krijimit të një pajisjeje më të qëndrueshme, më të shpejtë, të fuqishme dhe të sigurt që mund të funksionojë në mënyrë efektive në kushte ekstreme, duke përfshirë kur ekspozohet ndaj temperaturave të larta.

Për shkak të potencialit të tyre të lartë elektrik, këto aliazhe janë materiali optimal për krijimin e mbrojtësve që sigurojnë mbrojtje elektrokimike të strukturave të çelikut, si pjesët e makinave, strukturat nëntokësore, platformat e naftës, anijet detare, etj., nga proceset e korrozionit që ndodhin. nën ndikimin e lagështisë, ujit të freskët dhe të detit.

Lidhjet me shtimin e magnezit janë përdorur gjithashtu në sisteme të ndryshme radio-inxhinierike, ku ato përdoren për të krijuar kanale zëri për linjat tejzanor për të vonuar sinjalet elektrike.

Përfundim

Industria moderne vendos kërkesa gjithnjë e më të larta për materialet për sa i përket forcës së tyre, rezistencës ndaj konsumit, rezistencës ndaj korrozionit dhe prodhimit. Përdorimi i lidhjeve të magnezit është një nga fushat më premtuese, prandaj, kërkimet në lidhje me kërkimin e vetive të reja të magnezit dhe mundësitë e aplikimit të tij nuk ndalen.

Aktualisht, përdorimi i lidhjeve me bazë magnezi në krijimin e pjesëve dhe strukturave të ndryshme bën të mundur uljen e peshës së tyre me gati 30% dhe rritjen e rezistencës në tërheqje deri në 300 MPa, por, sipas shkencëtarëve, kjo është larg kufirit për këtë metal unik.