چشم انداز عظیم کاربرد آلیاژهای منیزیم در برخی از زمینه ها

منیزیم یک فلز جوان است که در قرن بیستم توسعه یافته است. فعالیت شیمیایی آن قوی است و میل آن به اکسیژن زیاد است. این ماده اغلب به عنوان یک عامل کاهش دهنده برای جایگزینی فلزات مانند تیتانیوم ، زیرکونیوم ، اورانیوم و بریلیم استفاده می شود. فلز منیزیم غیر مغناطیسی است و از گرمای خوبی برخوردار است. خصوصیات ساختاری منیزیم شبیه به آلومینیوم است ، بنابراین به عنوان یک فلز سبک کاربردهای مختلفی دارد و می تواند به عنوان یک ماده آلیاژ برای هواپیما و موشک استفاده شود. با این حال ، منیزیم در نقطه احتراق بنزین قابل اشتعال است ، که کاربرد آن را محدود می کند. 

با توجه به استحکام مکانیکی کم منیزیم خالص ، از آلیاژ آلومینیوم مگنیسیوم عمدتاً استفاده می شود. سبک است و قدرت خاصی دارد. در ساخت اتومبیل و قطار استفاده می شود. فلز منیزیم عنصر اصلی آلیاژ در آلیاژهای آلومینیوم است و تقاضای سالانه در جهان حدود 150،000 تن است. کشور من از منیزیم به عنوان یک عنصر آلیاژ استفاده می کند و تقاضای سالانه حدود 10،100 تن است. 4 سری اصلی آلیاژ منیزیم وجود دارد: Mg-al-Zn-MN (سری AZ) ، Mg-Al-MN (سری AM) ، Mg-Al-Si (AS Series) ، Mg-Al-Rare Earth (سری AE) ، هر یک از آنها عملکرد منحصر به فردی دارند ، می توانند نیازهای عملکردهای مختلف را برآورده کنند و به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد.
برنامه های کاربردی در صنعت دفاعی

جنگ مدرن نیاز به ارتش دارد تا بتواند به سرعت در مسافت های طولانی حرکت کند و به سلاح ها و تجهیزات سبک وزن نیاز دارد. تعداد زیادی از مواد فلزی سبک در سلاح های دستی ، وسایل نقلیه جنگی زرهی ، وسایل نقلیه حمل و نقل و سلاح های هدایت شده با حمل و نقل هوایی استفاده می شود.

سبک وزن یک جهت مهم برای بهبود عملکرد رزمی سلاح ها و تجهیزات است. خواص سبک وزن منیزیم تعیین می کند که آلیاژهای منیزیم مواد ساختاری ضروری برای تولید وسایل نقلیه هوافضا ، هواپیماهای نظامی ، موشک ها ، ارابه های با تحرک بالا و کشتی ها مانند سر موشک ، سر احتراق موشک و اجزای فضاپیما هستند. و شعله ور و غیره. بنابراین ، با جدیت در حال توسعه دامنه کاربرد آلیاژهای منیزیم نیاز به نوسازی دفاع ملی است.
کاربرد در صنعت فولاد

منیزیم در حال حاضر عمدتاً برای ریخته گری در صنعت متالورژیک و سولفوریزاسیون فولاد مورد استفاده قرار می گیرد. با افزایش تقاضا برای فولاد با استحکام بالا و کم سولفور که در صنعت خودرو ، خطوط لوله روغن و گاز طبیعی مورد استفاده قرار می گیرد ، سکوهای حفاری دریایی ، ساخت پل و مزارع دیگر ، در سالهای اخیر ، آهن و فولاد Anshan کشور من ، باوستیل ، آهن و فولاد وووهان ، آهن و فولاد بنکسی ، آهن و فولاد ، Baotou Iron و Steel Steel ، Panzhihua و SHOUGANGH ، SHOUGANG جداسازی عمیق برای به دست آوردن فولاد با کیفیت بالا ، و به نتایج خوبی رسید. پودر منیزیم برای سولفوریزاسیون فولادی استفاده می شود و از بازار بالقوه عظیمی برخوردار است.

استفاده از منیزیم در صنعت خودرو

منیزیم یکی از سبکترین مواد فلزی ساختاری است و از مزایای قدرت خاص و سفتی خاص ، میرایی قوی ، ماشینکاری خوب و بازیافت آسان برخوردار است. از آلیاژهای منیزیم در صنعت خودرو در داخل و خارج از کشور برای کاهش وزن ، صرفه جویی در مصرف انرژی ، کاهش آلودگی و بهبود محیط استفاده می شود. در حال حاضر ، بزرگترین مصرف آلیاژهای منیزیم در جهان در صنعت خودرو است. به منظور کاهش وزن کل خودروها ، قطعات ریخته گری آلیاژ منیزیم بیشتر و بیشتر در اتومبیل ها از جمله پانل های ابزار ، چرخ های فرمان ، گیربکس ، کف روغن ، کاورهای سیلندر ، قاب صندلی و مرکز چرخ (چرخ چرخ) و سایر اجزای کلیدی استفاده می شود. طبق آمار ، در سال 2003 ، میانگین میزان آلیاژ منیزیم مورد استفاده در هر خودرو در ایالات متحده به حدود 60 کیلوگرم رسید. انجمن آمریکایی برای مواد خودرو (USAMP) انتظار دارد که میزان آلیاژ منیزیم مورد استفاده در هر خودرو تولید شده در آمریکای شمالی تا سال 2020 به حدود 160 کیلوگرم برسد. در حال حاضر استفاده از آلیاژهای منیزیم در صنعت خودرو در چین هنوز در مراحل ابتدایی است. به جز شانگهای فولکس واگن ، سایر تولید کنندگان خودرو هیچ برنامه توسعه خاصی برای ساخت آلیاژهای منیزیم ندارند. مصرف سوخت اتومبیل در هر 100 کیلومتر در کشورهای توسعه یافته سرانجام به هدف 3 لیتر می رسد. منیزیم مورد استفاده در اتومبیل های اروپایی 14 ٪ از کل مصرف منیزیم را تشکیل می دهد و پیش بینی می شود در آینده با سرعت 15 ٪ به 20 ٪ افزایش یابد. داده ها نشان می دهد که نرخ رشد آلیاژهای منیزیم جهانی در ریخته گری های خودرو برای بسیاری از سالهای متوالی در سطح 15 ٪ باقی مانده است که در حال حاضر و در آینده یک صنعت جدید است. دونگفنگ ، چانگان و سایر خودروهای کشور من از آلیاژهای منیزیم استفاده کرده اند. به زودی ، Chongqing ، Chengdu و سایر کشورها به پایگاه تولیدی برای تحقیق ، توسعه و کاربرد آلیاژهای منیزیم برای خودروهای کشور من تبدیل می شوند. بنابراین ، ترویج جامع استفاده از محصولات آلیاژ منیزیم در اتومبیل ها به یک جهت توسعه مهم برای صنعت مواد جدید تبدیل می شود.

کاربردهای دیگر - خصوصیات سبک وزن منیزیم چشم انداز بزرگی را برای کاربردهای منیزیم به ارمغان می آورد. به عنوان یکی از روشهای مؤثر برای جلوگیری از خوردگی فلزی ، می توان از آندزهای قربانی منیزیم به طور گسترده ای در خطوط لوله آهن زیرزمینی ، خطوط لوله نفتی ، مخازن ذخیره سازی ، امکانات دریایی و مصارف مدنی استفاده کرد.

علاوه بر این ، پودر منیزیم نیز در ساخت محصولات شیمیایی ، پیروتکنیک ، شعله های سیگنال ، عوامل کاهش فلز ، پوشش های رنگ ، سیم های جوشکاری و مواد گره خورده برای آهن انعطاف پذیر استفاده می شود. منیزیم قابل اشتعال است ، بنابراین می توان از آن به عنوان شعله ور استفاده کرد. اصل این است که شعله ور با منیزیم ، آلومینیوم ، نیترات سدیم ، نیترات باریم و سایر مواد پر شده است. پس از انفجار ، منیزیم به سرعت در هوا می سوزد و یک چراغ سفید خیره کننده حاوی اشعه ماوراء بنفش ساطع می کند و در عین حال گرما را برای تجزیه نیترات ها آزاد می کند. در مقایسه با پلاستیک ، آلیاژ منیزیم دارای مزایای وزن سبک ، استحکام خاص ، میرایی لرزش خوب ، عملکرد خستگی حرارتی خوب ، سن آسان نیست ، هدایت حرارتی خوب ، توانایی محافظت از الکترومغناطیسی قوی ، عملکرد فرآیند ریخته گری بسیار خوب ، به خصوص آسان برای بازیافت. این نسل جدید از مواد ساختاری با کارایی بالا برای جایگزینی فولاد ، آلیاژهای آلومینیوم و پلاستیک مهندسی است. به منظور سازگاری با روند توسعه ادغام بالا و مینیاتوری سازی دستگاه های الکترونیکی و ارتباطی ، آلیاژهای منیزیم برای حمل و نقل ، اطلاعات الکترونیکی ، ارتباطات ، رایانه ها ، تجهیزات صوتی و تصویری ، ابزارهای قابل حمل ، موتورها ، جنگلداری ، منسوجات ، نیروگاه های هسته ای و سایر محصولات ایده آل هستند. ماده کشورهای توسعه یافته اهمیت زیادی به توسعه و کاربرد آلیاژهای منیزیم ، به ویژه در استفاده از محصولات الکترونیکی قابل حمل مانند قطعات خودکار و رایانه های نوت بوک می دهند. نرخ رشد سالانه 20 ٪ است که بسیار چشم نواز است و سرعت توسعه شگفت انگیز است.

به عنوان یک شهر لوازم خانگی ، Qingdao ، کشور من ، 210-350 میلیون یوان را به طور پی در پی برای تولید وسایل تلفن همراه ، دوربین های دیجیتال ، رایانه های لپ تاپ ، بسته های PDA ، وسایل نقلیه صوتی و تصویری بالا و سایر محصولات ، با خروجی سالانه 16 میلیون ریخته گری سرمایه گذاری کرده است ، که به اولین آلیاژ مرمر تبدیل شده است. توسعه و استفاده از پایگاه صنعتی سازی. از پروفایل ها و لوله های آلیاژ منیزیم نیز برای تهیه قاب های دوچرخه ، صندلی های چرخدار ، توانبخشی و تجهیزات پزشکی استفاده می شود.

توسعه جدید آلیاژهای منیزیم

1. آلیاژ منیزیم مقاوم در برابر گرم

مقاومت در برابر حرارت ضعیف یکی از اصلی ترین دلایلی است که مانع استفاده گسترده از آلیاژهای منیزیم می شود. با افزایش دما ، مقاومت و مقاومت در برابر خزش آن به میزان قابل توجهی کاهش می یابد ، و استفاده از آن به عنوان ماده ای برای قطعات کلیدی (مانند قطعات موتور) در صنایعی مانند خودرو دشوار است. بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد. عناصر آلیاژ مورد استفاده در آلیاژهای منیزیم مقاوم در برابر گرما توسعه یافته عمدتاً عناصر خاکی نادر زمین (RE) و سیلیکون (SI) هستند. زمین نادر یک عنصر مهم است که برای بهبود مقاومت حرارتی آلیاژهای منیزیم استفاده می شود.
آلیاژهای منیزیم نادر حاوی زمین QE22 و WE54 دارای قدرت دمای بالایی هستند که با آلیاژهای آلومینیومی قابل مقایسه هستند ، اما هزینه بالای آلیاژهای زمین نادر یک مانع بزرگ برای کاربرد گسترده آنها است.

2. آلیاژ منیزیم مقاوم در برابر مصرف

مقاومت در برابر خوردگی آلیاژهای منیزیم را می توان به دو روش حل کرد: the محتوای عناصر ناخالصی مانند آهن ، مس و نیکل را در آلیاژهای منیزیم محدود کنید. به عنوان مثال ، مقاومت در برابر خوردگی آلیاژ منیزیم AZ91HP با خلوص بالا در تست اسپری نمکی حدود 100 برابر AZ91C است ، و از آلیاژ آلومینیوم A380 از بین رفته و بسیار بهتر از فولاد کربن کم است. ② درمان سطح آلیاژهای منیزیم. با توجه به نیازهای مختلف مقاومت در برابر خوردگی ، درمان سطح شیمیایی ، درمان آنودایزر ، پوشش آلی ، آبکاری ، آبکاری الکترول ، پاشش حرارتی و روشهای دیگر انتخاب می شود. به عنوان مثال ، مقاومت در برابر خوردگی آلیاژ منیزیم آبکاری شده بر الکترول از فولاد ضد زنگ فراتر می رود.

3. آلیاژ منیزیم بازدارنده Flame

در فرآیند ذوب و ریخته گری آلیاژهای منیزیم مستعد احتراق اکسیداتیو خشونت آمیز آلکان های شعله ور هستند. عمل ثابت کرده است که روش حفاظت از شار و SF6 ، SO2 ، CO2 ، AR و سایر روشهای محافظت از گاز روشهای مهار کننده شعله ای مؤثر هستند ، اما آنها باعث آلودگی جدی در محیط زیست در استفاده می شوند و عملکرد آلیاژ را کاهش می دهند و سرمایه گذاری تجهیزات را افزایش می دهند. افزودن کلسیم به منیزیم خالص می تواند توانایی احتراق آنتی اکسیداتیو مایع منیزیم را تا حد زیادی بهبود بخشد ، اما از آنجا که اضافه کردن مقدار زیادی کلسیم به طور جدی خصوصیات مکانیکی آلیاژهای منیزیم را بدتر می کند ، این روش نمی تواند برای تمرین تولید اعمال شود. لولا می تواند از اکسیداسیون بیشتر آلیاژ منیزیم جلوگیری کند ، اما وقتی محتوای لولا خیلی زیاد باشد ، باعث درشت دانه می شود و تمایل به ترک خوردگی گرم را افزایش می دهد.

4. استحکام بالا و آلیاژ منیزیم سختی زیاد

استحکام دمای اتاق و سختی پلاستیکی آلیاژهای منیزیم موجود باید بیشتر بهبود یابد. اضافه کردن CA و Zr به آلیاژهای Mg-Zn و Mg-Y می تواند به طور قابل توجهی دانه ها را تصفیه کرده و استحکام کششی و قدرت عملکرد آنها را بهبود بخشد. اضافه کردن Ag و TH می تواند خصوصیات مکانیکی آلیاژهای Mg-Re-Zr را بهبود بخشد ، مانند حاوی آلیاژ QE22A AG دارای خواص کششی دمای اتاق بالا و مقاومت در برابر خزش است و به طور گسترده ای به عنوان ریخته گری با کیفیت بالا برای هواپیما و موشک مورد استفاده قرار گرفته است. از طریق متالورژی پودر جامد سریع ، نسبت اکستروژن زیاد و اکستروژن زاویه ای کانال مساوی ، آلیاژ منیزیم می تواند دانه ها بسیار ریز پردازش شود تا استحکام بالا ، انعطاف پذیری بالا و حتی سوپر پلاستیک را بدست آورند.

5. فناوری تشکیل آلیاژ Magnesium

تشکیل آلیاژ منیزیم به دو روش تقسیم می شود: تغییر شکل و ریخته گری. در حال حاضر ، فرآیند تشکیل ریخته گری عمدتاً استفاده می شود.
ریخته گری مرده پرکاربردترین روش برای تشکیل آلیاژهای منیزیم است.
فن آوری های جدید ریخته گری آلیاژ منیزیم که در سالهای اخیر توسعه یافته است شامل خلاء قشنگ و ریخته گری اکسیژن است. اولی با موفقیت چرخ های AM60B منیزیم خودرو و چرخ های فرمان را تولید کرده است ، و دومی نیز برای تولید قطعات آلیاژ منیزیم برای خودرو استفاده شده است

استفاده از آلیاژ منیزیم

آلیاژهای منیزیم سبکترین مواد ساختاری فلزی در کاربردهای مهندسی هستند و به طور گسترده در صنایع هوافضا ، نظامی و خودرو مورد استفاده قرار می گیرند. تعویض آلومینیوم و فولاد با منیزیم می تواند وزن ساختاری را به شدت کاهش دهد. کاهش وزن برای قطعات ساختاری مانند هوافضا ، حمل و نقل هوایی ، الکترونیک و ارتباطات به ویژه ابزارهای حمل و نقل از اهمیت بالایی برخوردار است.

کشور من سرشار از منابع منیزیم است و ظرفیت تولید ، بازده و صادرات رتبه اولیه منیزیم اول در جهان است. بنابراین ، نحوه استفاده از مزایای منابع منیزیم کشور من ، تبدیل مزایای منابع منیزیم به مزایای فناوری و اقتصادی ، ارتقاء توسعه اقتصادی ملی و تقویت رقابت بین المللی صنعت منیزیم کشور من یک کار فوری قبل از ما است.

سلب مسئولیت: تمام مطالب فوق از سیستم عامل های اصلی تهیه می شود و حق چاپ متعلق به نویسنده اصلی است. ما از نویسنده اصلی تشکر می کنیم. محتوای مقاله فقط برای تبادل اطلاعات استفاده می شود و فقط برای مراجعه به خوانندگان است. اگر نقض حق چاپ اصلی شما وجود دارد ، لطفاً به ما اطلاع دهید. پس از تأیید ، ما در اسرع وقت محتوای مربوطه را حذف خواهیم کرد.

------------------------------------------------ پایان --------------------------------------------------------------------------------------------------------------