Studio sulle caratteristiche delle leghe di magnesio pressofuse

La densità della lega di magnesio è inferiore a 2g/cm ³ , ed è il materiale strutturale metallico più leggero attualmente. La sua resistenza specifica è superiore a quella della lega di alluminio e dell'acciaio, ma leggermente inferiore a quella della plastica rinforzata con fibra; la sua rigidità specifica è paragonabile a quella della lega di alluminio e dell'acciaio, ma molto superiore a quella delle plastiche rinforzate con fibre; La sua resistenza alla corrosione è molto migliore di quella dell'acciaio a basso tenore di carbonio, che ha superato quella della lega di alluminio pressofuso A 3 80; Le sue proprietà di riduzione delle vibrazioni e schermatura magnetica sono molto migliori di quelle della lega di alluminio. Poiché la viscosità dinamica della lega di magnesio è bassa, la velocità di riempimento della lega di magnesio sotto lo stesso stato fluido (indice Reynolds uguale) è molto più alta di quella della lega di alluminio. Inoltre, il punto di fusione, la capacità termica specifica e il calore latente di trasformazione della lega di magnesio sono inferiori a quelli della lega di alluminio, quindi il consumo energetico di fusione della lega di magnesio è inferiore, la velocità di solidificazione è più veloce e il periodo effettivo di pressofusione della lega di magnesio è 50% più breve di quello della lega di alluminio. Inoltre, le leghe di magnesio hanno una bassa affinità con il ferro e bassa capacità di risolvere il ferro in soluzione solida, quindi non è facile aderire alla superficie dello stampo e la vita dello stampo è 2 ~ 3 volte superiore a quella della lega di alluminio.

Le leghe di magnesio pressofuso più comunemente utilizzate sono i gradi americani AZ91, AM60, AM50, AM20, AS41 e AE42, che appartengono rispettivamente alle quattro serie di Mg-Al-Zn, Mg-Al-Mn, Mg-Al-Si e Mg-Al-Re. I seguenti aspetti delle leghe di magnesio pressofuso sono studiati principalmente al momento:

Prestazioni ad alta temperatura della colata in lega di magnesio:

Attualmente, le serie AZ e AM di fusioni in lega di magnesio rappresentano il 90% dei fusioni automobilistici in lega di magnesio. La forza di queste leghe di magnesio diminuisce ovviamente quando la temperatura è sopra 150℃. Le leghe di magnesio pressofuso con resistenza di scorrimento superiore a 150℃ sono state sviluppate, quale la lega AS41A (Mg4 3 % Al1% Si0, 3 5% Mn). La sua forza di scorrimento a 175℃ è migliore di quella di AZ91D e AM60B ed ha più alto allungamento, resistenza di snervamento e resistenza alla trazione. I carter Beetle di VOLKSWAGEN usavano adottare AS41 e AS42, ma recentemente è stata introdotta una lega modificata AE42 che ha migliori proprietà di scorrimento alle alte temperature. Alcuni oligoelementi, come gli elementi delle terre rare Y, Nd e Sr, hanno evidente effetto di raffinazione del grano sulla lega di magnesio pressofuso, che può migliorare la resistenza e lo strisciamento della colata della lega di magnesio . Ad esempio, l'AE42 recentemente sviluppato ha una migliore resistenza allo strisciamento rispetto alla lega McAlSi tradizionale e può essere utilizzato a 200 ~ 250℃ per lungo tempo. Tuttavia, il miglioramento delle prestazioni ad alta temperatura delle leghe AS e AE è ancora limitato. Le proprietà di fusione delle leghe AS e AE sono peggiori di quelle delle leghe AZ e AE. Inoltre, l'elevato costo degli elementi delle terre rare limita la produzione e l'applicazione di leghe AS e AE.

La duttilità delle fusioni in lega di magnesio:

Attualmente, le fusioni in pressofusione di magnesio stanno crescendo rapidamente in applicazioni che richiedono sicurezza e elevata resistenza alla frattura. Al fine di migliorare la capacità di assorbimento di energia in condizioni di lavoro, la resistenza alla frattura del materiale dovrebbe essere migliorata. Ciò può essere realizzato riducendo la quantità di alluminio nella lega. AM60 e AM50 sono ampiamente utilizzati nei componenti di sicurezza come le staffe del cruscotto, gli alberi del volante e i sedili, e AM20 è attualmente utilizzato nel telaio posteriore dei sedili. Inoltre, la relazione tra allungamento della frattura e temperatura è abbastanza vicina, specialmente quando la temperatura è superiore a 50℃, l'allungamento della frattura aumenta con l'aumento della temperatura.

La resistenza alla corrosione della colata della lega di magnesio:

La resistenza alla corrosione è stata anche un ostacolo alla più ampia applicazione delle leghe di magnesio. Il magnesio ha un'elevata attività chimica e le leghe e i compositi a base di magnesio sono inclini alla corrosione delle microcellule. Generalmente, le leghe di magnesio pressofuso di bassa purezza hanno scarsa resistenza alla corrosione. La resistenza alla corrosione delle leghe di magnesio pressofuso ad alta purezza (come AZ91D) con elementi di impurità rigorosamente specificati come Fe, Ni e Cu così come AE42 contenente terre rare ha superato quella della lega di alluminio pressofuso A 3 80 nella prova di spruzzo salino ed è molto migliore di quella dell'acciaio a basso tenore di carbonio. La resistenza alla corrosione può essere migliorata regolando la composizione chimica, trattando la superficie e controllando la microstruttura. Sebbene ci siano molti metodi per migliorare la resistenza alla corrosione delle parti in lega di magnesio, la scarsa resistenza alla corrosione è sempre un ostacolo tecnico per realizzare un'ampia applicazione delle parti in lega di magnesio a meno che il problema non sia risolto dal materiale stesso. L'aggiunta di AL (2,5%), BE (0,0005% ~ 0,0 3 % di Be) o lega CA alla lega del magnesio può anche efficacemente impedire l'ossidazione della lega liquida del magnesio. Attualmente, alcuni ricercatori stanno lavorando sulle proprietà ignifughe delle leghe di magnesio. Se la ricerca ha successo, le leghe di magnesio saranno fuse e fuse proprio come le leghe di alluminio, che avranno una prospettiva di applicazione più ampia.

Composito matrice di leghe di magnesio: