Atualmente, o leve dos produtos metálicos em indústrias aeroespaciais, de automóvel e outras indústrias tornou-se um ponto de pesquisa. Ligas de magnésio é uma liga composta de magnésio como a matriz e outros elementos. É o mais leve em metais práticos e tem reservas ricas. Ligas de magnésio têm grandes vantagens em peso leve e têm atraído muita atenção. As ligas de magnésio têm muitas vantagens, como alta resistência específica, boa formabilidade térmica, boa maquinabilidade e biocompatibilidade, excelente amortecimento e blindagem eletromagnética e degradabilidade. Eles têm grande potencial na redução de peso de produtos metálicos, e também são altamente valorizados na biomedicina. Os principais problemas no desenvolvimento das ligas de magnésio atualmente: (1) devido à estrutura hexagonal próxima inerente do magnésio, a capacidade de formação plástica das ligas de magnésio é pobre, e é difícil formar partes complexas; (2) A liga de magnésio tem baixa resistência à corrosão, o que limita muito sua aplicação em vários campos. Como melhorar a resistência à corrosão das ligas de magnésio vale a pena estudar mais.
1 Classificação de ligas de magnésio
Atualmente, as ligas de magnésio contêm principalmente alumínio (AL), zinco (Zn), manganês (MN), zircônio (Zr) e outros elementos de liga, bem como elementos metálicos de terras raras como o rênio (RE). Diferentes tipos e conteúdos de elementos de liga adicionadas às ligas de magnésio terão um grande impacto nas propriedades das ligas de magnésio. Geralmente, quando o conteúdo de zzn não excede 22%, a resistência de trevo de fundições de ligas de magnésio pode ser melhorada; Uma quantidade apropriada de elementos MMN pode melhorar a resistência ao calor e resistência à corrosão da liga de magnésio, e remover o elemento nocivo FFE até certo ponto no processo de fundição; A quantidade adequada de elementos AAL pode melhorar efetivamente as propriedades de fundição das ligas de magnésio; A adição de metais de terras raras apropriadas geralmente pode melhorar a fluidez da liga, reduzir a porosidade de encolhimento, refinar o tamanho do grão da liga e melhorar a força e a plasticidade. De acordo com os tipos de ligas adicionadas, as ligas de magnésio podem ser divididas aproximadamente nas seguintes séries:
- (1) Mg Al Zn série. Esta série de ligas são as primeiras ligas de magnésio exploradas e aplicadas pelas pessoas. Eles podem ser usados não só para fundição, mas também para processamento de deformação. Quando a linha de frente é lançada e formada, o conteúdo do elemento Al é de 77%~9%. Quando é usado para processamento de deformação, o conteúdo do elemento AAL deve ser mantido em 33%~5%.
- (2) Mg Al Mn série. Adicionar uma certa quantidade de MMN à liga de alumínio de magnésio não terá um grande impacto nas propriedades mecânicas da liga, mas reduzirá ligeiramente a plasticidade da liga. Adicionar 11% a 25% de MMN melhorará muito a resistência à corrosão por estresse da lua, e melhorará significativamente a resistência à corrosão e o desempenho de soldagem da luomia.
- (3) Mg Al RE série. Esta série de alusões tem excelente capacidade de deformação. A força e plasticidade das alusões fundidas podem ser muito melhoradas com a extrusão. A adição do elemento de terras raras RRE pode reduzir o tamanho do grão, e as propriedades mecânicas abrangentes das todas as outras podem ser significativamente melhoradas aumentando adequadamente o conteúdo da AAL.
- (4) Mg Zn Zr série. O conteúdo de elementos zzn nesta série de luoys é geralmente controlado em cerca de 66%, o que desempenha o papel de fortalecimento da solução de anteia e fortalecimento do tratamento térmico. Zzr na liga pode refinar significativamente os grãos de liga e melhorar a resistência à força, plasticidade e calor da liga. O teor de Zr é geralmente de 00,5% - 0,9%. É frequentemente usado para fabricar componentes estruturais com grande estresse em aeronaves e veículos aeroespaciais.
- (5) Mg Zn RE série. De acordo com o conteúdo diferente do RRE metálico de terras raras, a liga se desenvolverá desde o fortalecimento de soluções sólidas até a segunda fase para fortalecer a matriz. A adição de re átomos causará distorção da treliça, dificultará o movimento de deslocamento na estrutura ou fortalecerá o limite do grão
Embora as ligas tenham muitas vantagens, como alta resistência específica, corte de alta velocidade, biocompatibilidade e assim por diante, as ligas de magnésio que podem ser obtidas no momento ainda têm problemas como corte de combustão, oxidação de alta temperatura e assim por diante. Como preparar ligas de magnésio de alta qualidade que atendam a vários padrões da indústria ainda precisa de pesquisas aprofundadas. A qualidade das ligas de magnésio geralmente depende do tipo, conteúdo e tecnologia de processamento de elementos. Este artigo resume o desenvolvimento de ligas de magnésio a partir dos aspectos da tecnologia de fabricação, mecanismo de fortalecimento superficial e interno e tecnologia de corte.
2 Processo de formação
De acordo com as propriedades físicas dos elementos constituintes da liga de magnésio e a forma, tamanho e aplicação do componente alvo, os seguintes 33 processos formadores diferentes são geralmente adotados:
- (1) Fundição gravitacional: use liga de magnésio derretida para lançar componentes por sua própria gravidade. Os métodos de operação incluem: fundição de moldes metálicos, fundição de moldes semi-metálicos, fundição de moldes de concha, fundição de moldes de investimento e fundição de moldes de areia. Entre eles, o custo de fundição de areia é baixo, mas a operação é relativamente complicada, o que é adequado para a produção em pequenos lotes de grandes fundições
- (2) Fundição de pressão: use uma certa pressão para ajudar a corda derreter a preencher a cavidade do molde e completar o processo de fundição. De acordo com a pressão, ele pode ser dividido em fundição de alta pressão e fundição de baixa pressão. A fundição de alta pressão é espremer a liga de magnésio líquido ou semissólida derreter na cavidade do molde em alta velocidade e solidificá-la. O tamanho da alloy obtido por este método é mais preciso e o contorno é claro; A fundição de baixa pressão é usar uma pressão menor para elevar o líquido da linha derretida e encher o molde suavemente, para que ele possa solidificar e crosta em sequência, em seguida, cristalizar sob pressão, e finalmente liberar a pressão para obter fundições. Este método também pode obter fundições de alta qualidade de ação. No elo de solidificação do processo de fundição de dado, se a taxa de resfriamento for aumentada, o grão será significativamente refinado e a resistência à tração e alongamento da fundição serão melhoradas [9-11]. As ligas de magnésio são adequadas para a fundição de pressão devido ao seu baixo ponto de fusão (magnésio puro é de cerca de 6650 °C), solidificação rápida, baixa viscosidade líquida de liga e boa fluidez. No momento, fundição de morte a vácuo, fundição de dado semissólido e fundição de morte cheia de oxigênio são frequentemente usados para fundição de pressão de liga de magnésio.
- (3) Formação semi sólida: a liga de magnésio é aquecida à coexistência de sólido e líquido por aquecimento de indução cíclica, e então o material é formado diretamente. Em comparação com a formação líquida, tem as vantagens da baixa temperatura de formação, longa vida útil da morte, baixos defeitos e alta compactação. Essa tecnologia tem as vantagens tanto da fundição quanto da formação de plástico de estado sólido. A temperatura de formação é menor que o estado líquido, e a resistência à deformação é menor que o estado sólido. Os componentes de liga resultante têm alta precisão. Atualmente, tem sido usado em algumas peças automotivas de liga de magnésio e instrumentos industriais aeroespaciais.
A fim de refinar o tamanho do grão e melhorar as propriedades mecânicas abrangentes, como ligas de magnésio fundido são geralmente enroladas, extrudadas, forjadas e outros processamentos plásticos. Como o tipo de magnésio de matriz pertence à estrutura hexagonal próxima, e sua liga constituinte é geralmente o resultado de distorção da estrutura hexagonal próxima, com menos sistema de deslizamento e fraca capacidade de deformação plástica, ligas de magnésio muitas vezes usam processo de rolagem. Considerando a baixa capacidade de deformação a frio de ligas de magnésio, rolamento quente ou rolamento quente é geralmente usado.. A temperatura de rolamento depende do tipo e conteúdo dos elementos de ação, que geralmente é cerca de 555 °C abaixo do solidus de ação. A taxa de temperatura e tensão adequada pode refinar grãos, reduzir a resistência à deformação e melhorar a eficiência do processamento.
3 Aplicação de liga de magnésio
(1) Campo aeroespacial
Com o rápido desenvolvimento da indústria aeroespacial e de defesa nacional, a demanda por materiais estruturais leves de alto desempenho na China aumentou acentuadamente, e o leve dos materiais aeroespaciais tornou-se cada vez mais importante. Com base no cumprimento de várias performances, o uso da liga de magnésio para fazer componentes aeroespaciais não só economiza recursos, mas também é propício ao uso subsequente de naves espaciais e prolonga sua vida útil. Além disso, também é propício para garantir a segurança das naves espaciais no processo de retorno. Atualmente, a China estabeleceu metas leves correspondentes no campo aeroespacial.
(2) Campo de transporte ferroviário
O material leve é de grande importância para o desenvolvimento da indústria de transporte ferroviário. A liga de magnésio retardante de chama é usada na redução de peso do quadro direcional de trânsito de trânsito ferroviário, mas, no momento, a aplicação da liga de magnésio neste campo não foi promovida, principalmente porque algumas tecnologias-chave não foram rompidas, e ainda precisa de um período de tempo para testá-la repetidamente para garantir que ela atenda aos requisitos de todos os aspectos.
(3) Indústria automobilística
A liga de magnésio pode fazer com que o veículo atinja o objetivo de leve e melhorar o efeito de absorção de choque, que é favorecido no campo da redução de peso do veículo. Pode ser usado para fazer cubos de roda de automóveis, caixas de câmbio, tampas de cabeça de cilindro, volantes e suportes de direção, etc. para reduzir o auto peso, reduzir o consumo de combustível e proteger o meio ambiente. No entanto, as ligas de magnésio não são amplamente utilizadas devido à sua baixa resistência à corrosão e à inflamabilidade.
(4) Campo médico
A liga de magnésio tem boa biocompatibilidade, degradabilidade e densidade óssea humana, podendo ser usada em tratamento médico. No entanto, apenas algumas ligas de magnésio são adequadas para o campo médico, e as propriedades mudarão após a formação da liga. O magnésio pode promover a absorção de íons de cálcio pelo corpo humano, de modo a acelerar o crescimento do tecido ósseo e da cicatrização de feridas, e encurtar o ciclo de tratamento dos pacientes.
(5) Campo militar
A aplicação da liga de magnésio em equipamentos militares pode reduzir a qualidade dos equipamentos militares e melhorar a mobilidade e a eficácia de combate das tropas. Pode ser usado na caixa de velocidades, corpo de bunda, dispositivo de mira e outras partes de armas de fogo militares. Também pode ser usado no cubo, quadro do assento, caixa de câmbio e outras partes de veículos blindados, bem como o dispositivo de tração, caixa de fornecimento de munição e espelho de artilharia e munição do artilheiro.
(6) Produtos eletrônicos
A liga de magnésio tem as vantagens do peso leve, não magnético, boa absorção de choque e assim por diante. Tem um futuro brilhante no campo dos produtos eletrônicos. Porque 33c (computador), representado por notebooks, celulares e câmeras digitais,
Comunicação, consumo) os produtos vêm se desenvolvendo na direção de ligas leves, finas e pequenas, e as ligas de magnésio são cada vez mais marcantes. Os produtos eletrônicos de liga de magnésio não só têm excelente aparência e toque, mas também têm boa condutividade térmica e rigidez. A espessura da casca do produto 33c mais fina é de apenas 0,4 mm.
(7) Outras áreas
A liga de magnésio é relativamente estável em gasolina e óleo lubrificante, e pode ser usada para fazer tubos de óleo, caixas de engrenagens e outras partes.
A liga de magnésio tem muitas vantagens, como baixa densidade, alta resistência específica, boa biocompatibilidade e assim por diante. Pode alcançar melhores resultados do que outros materiais metálicos ou plásticos, e tem uma ampla perspectiva de aplicação. Ao mesmo tempo, devemos também prestar atenção aos problemas existentes na fabricação e uso de ligas de magnésio. Por exemplo, alguns metais de terras raras que formam ligas com magnésio são caros e difíceis de comercializar; Liga de magnésio é fácil de corroer durante o uso; É fácil queimar ao cortar. Os problemas acima limitam o desenvolvimento de ligas de magnésio e precisam de mais exploração e solução por pesquisadores científicos relevantes.
