پاورپوینت منیزیم و آلیاژهای آن


بسم الله الرحمن الرحیم

منیزیم و آلیاژهای آن

استاد راهنما
جناب دکتر حداد

گردآورندگان
علی اکبری،مهدی خانی

Mg و آلیاژهای آن :
Mg سبکترین آلیاژ صنعتی می باشد ،زیرا چگالی آن Tm=651c & 1.74gr/Cm3 & Tb=110sc0 ساختار آن hcp و شکنندگی در حالت سرد آن بیشتر از AL &CU می باشد و اکسید آن Mg0 برای احیای فلزات دیگر کاربرد دارد.

فلز Mg با درجات خلوص بیش از 99.8 از نظر تجاری به سهولت قابل دسترسی می باشد .و در کاربرد های مهندسی به ندرت بدون آلیاژ شدن با فلزات دیگر فابل استفاده می باشد . با توجه به اندازه اتمی آن امکان تشکیل محلول جامد با طیف وسیعی از عناصر متفاوت را فراهم می کند .و همچنین قطر اتمی این فلز 0.320nm که از عوامل مطلوب و موثر در انحلال عناصر متنوع در Mg می باشد

شکل دیگر در قطعات ریختگری آلیاژهای Mg درشت دانگی و متغیر بودن اندازه دانه ها می باشد ، که این مسئله سبب ضعف خواص میکانیکی و تخلخل های ریز می شود .که جهت ریز کردن دانه ها از (زیر کنم ) استفاده می کنند .( که مکانیزم ریز کردن اینگونه می باشد که طی یک مکانیزم پریتکنیکی ذرات zr جدا شده از مذاب در دمای پریتکنیک با مذاب واکنش کرده و به این ترتیب با لایه ای از محلول جامد غنی از zr احاطه شده و هنگام انجماد به عنوان جوانه زا عمل می کند .)

ذوب منیزیم :
معمولا Mg به منظور آلیاژ سازی پیش از تولید قطعات ریخته گری یا کار پذیر در بوته هایی از جنس فولاد نرم ذوب می شوند .بر خلاف AL و آلیاژهای آن حضور لایه اکسید برروی مذاب منیزیم سبب تسریع اکسیداسیون ان می شود .هنگام کار با مذاب منیزیم وآلیاژهای آن باید از فلاکس مناسب با اتمسفر خنثی استفاده شود.

فلاکسهای مورد استفاده در ذوب آلیاژهای منیزیم:
فلاکس مورد استفاده دو دسته می باشد : 1) فلاکس که به صورت یک لایه نازک که در مرحله ذوب مورد استفاده قرار می گیرد .و متشکل از مخلوطی از کلریدهایی مانند Mgcl2 ( که جاذب شدید رطوبت و خورندگی در معرض هوارا تشدید می کنند .)nacl & Kcl می باشد . 2) فلاکس که به صورت یک لایه ضخیم که روی سطح مذاب را میگیرد.
در هنگام ریخته گری باید فلاکس را به سهولت کنار زده و پیش از ریخته گری مذاب را به هم زده تا خارج شدن اکسیدها و کلریدها ی معلق در مذاب به وسیله فلاکس تسریع شود .

خواص کلی Mg ها :
1) استحکام نسبی آلیاژ Mg
2) وزن مخصوص کم
3) مقاومت در برابر خوردگی
4) شکل پذیری به شکل گرم
5) حساسیت به شکاف
6) قابلیت ماشینکاری
7) قابلیت جوشکاری
8) مدول الاستیسیته
9) عملیات وارثی محلولی و پیر سختی روی آن انجام می شود .

نمادگذاری آلیاژ های Mg :

مثال : AZ91 که نشان دهنده (8.3-9.7AL , 0.4-1%zn)

آلیاژ های Mg:
1)Mg-AL
این آلیاژ حاوی AL%8-9 و مقادیر کمی روی که باعث افزایش خواص کششی گردیده و منگنز به عنوان مثال %0.3 که مقاومت به خوردگی را افزایش می دهد .حضور Alدر این آلیاژ ها سبب شده که بوسیله اعمال فوق تبرید یا عملیات تلقیح ریز دانه گردد.و باعث افزایش خواص مکانیکی شده و سیالیت را کاهش میدهد .قابلیت جذب گاز را افزایش بنابر این این میزان تخلخل های گازی زیاد می شود .
اکسید مضاعف MgoAL25 یا اسپینل اکسیدی ناخواسته درآلیاژ بوجود می آیدکه بسیار سخت و شکننده می باشد .
اگر میزان AL بالای 8% باشد شکل پذیری به سرعت کاهش می یابد .

عملیات پیر سختی آلیاژ Mg-AL :

الف) گرم کردن تا دمای750-780 fنگهداری به مدت h 18-15
ب)سرد کردن در آب
ج)باز پخت در دمایf 350-360بمدت h18-4

2)Mg-ZN :

این آلیاژها قابلیت پیر سختی دارند اماریز کردن با اعمال فوق تبرید یا تلقیح در آنها موثر نیست و نیز امکان بروزریزمک در آنها وجود دارد .در نتیجه این آلیاژ برای تولید قطعات تجاری مورد استفاده قرار نمی گیرد .در
دمای یوتکنیک C364 حلالیت 8.4%ZN می باشد و در دمای محیطZN %106 می باشد و ZN یصورت ترکیب یا محلول سبب افزایش خواص مکانیکی و سبب کاهش اثرات مضرFe میگردد.
افزایش بیش از حد Zn 1% سبب افزایش فاصله انجماد می گرددو باعث کاهش مقاومت فلز در دمای بالا می شود .

3)Mg-AL-ZN :
مهمترین آلیاژ Mg است که جهت تولید قطعات با استحکام بالا و انعطاف پذیری خوب استفاده می شود و قابلیت ریخته گری ان خوب است .اگر Al>9 % و نسبت 3/1> Zn/Al باشد در این صورت ترکیب فلزی Mg32(ALZn)49 بوجود آمده که خصوصیات الیاژ را شدیدا کاهش میدهد .
میزان تخلخل این آلیاژ بالا و دامنه انجماد آن زیاد است بنابر این تحت شرایط کنترل شده باید تولید شود. کاربرد در جاهایی که مقاومت در برابر سایش و حرارت نیاز است .

4) Mg-MN:

مقدار MN در آلیاژ صنعتی از 1.5% تجاوز نمی کند و یک تحول پریتکنیکی در 2.3% MN در درجه حرارت 625C وجود دارد . MN مقاومت در برابر خوردگی را افزایش می دهد و در صورت وجود AL فاز میانی ALMN تشکیل می شود که خواص میکانیکی بخصوص شکل پذیری را کاهش می دهد وجود مقادیر کم Fe مقدار نامحسوسی ریز دانگی بدنبال دارد .

5) Mg-Zr :

حد اکثر حلالیت Zr در Mg 0.6% می باشد و چون آلیاژ های دو تایی Mg_Zr برای مصارف تجاری استحکام کافی را ندارند افزودن عنصرآلیاژی دبگر به آنها ضروری است .و به دلیل بهبود خواص کششی شامل تنش تسلیم و استحکام کششی و افزایش مقاومت خزشی دو هدف اصلی بوده که در صنایع هوا فضا این مورد بیشتر در نظر قرار گرفته است .
Zr به صورت Zr فلزی و در آلیاژ های نوردی و ریخته گری خاصیت ریز دانگی دارد .
Zr مقاومت آلیاژ در حال گرم در انتهای انجماد را افزایش می دهد یعنی تحمل فشار های انقباضی را در مراحل انجماد دارند .با توجه به این خصوصیت ریخته گری در قالب فلزی توصیه می گردد .

اثر عناصر آلیاژی :
Mn : افزایش مقاومت به خوردگی 1.5-0.5 %
Zr : ریز دانگی مقاومت در کار گرم آلیاژ را افزایش می دهد . تحمل فشار های انقباضی
Al : قابلیت پذیرش عملیات حرارتی ، افزایش خواص مکانیکی ، توسعه تخلخل های گازی ، تا حدودی ریز دانگی
Zn : تا اندازه ای قابلیت ریز دانگی دارد ، پذیرش عملیات حرارتی ، شکننده شدن آلیاژ، با افزایش Zr مشکل تخلخل های میکروسکپی نیز وجود دارد .

Be : برای جلوگیری از اکسیداسیون آلیاژ اضافه می شود . حدود0.01% اضافه میگردد .
Si : به عنوان عنصر آلیاژی اضافه نمی شود و اگر وجود داشته باشد سیا لیت را افزایش می دهد .
Fe,Ni, Cu : مقاومت به خوردگی را کاهش میدهند . برای قالب فلزی که چدنی باشد برای جلوگیری از ورود Fe در آلیاژ Mg قالب ها را پوشش می دهند.
(Mg) +< Feo> → → < Mgo> + [ Fe] ( Mg)

با تشکر از صبر وحوصله

شما استاد گرامی

ودوستان عزیز