Εφαρμογές των κραμάτων μαγνήσιου

Εισαγωγή στις εφαρμογές κραμάτων μαγνήσιου

Οι εξελίξεις κραμάτων μαγνήσιου έχουν οδηγηθεί παραδοσιακά από τις απαιτήσεις αεροδιαστημικής βιομηχανίας για τα ελαφριά υλικά να λειτουργήσει υπό τους όλο και περισσότερο απαιτητικούς όρους. Τα κράματα μαγνήσιου είναι πάντα ελκυστικά στους σχεδιαστές λόγω της χαμηλής πυκνότητάς τους, μόνο δύο τρίτα αυτό του αλουμινίου. Αυτό είναι ένας κύριος παράγοντας στη διαδεδομένη χρήση των ρίψεων κραμάτων μαγνήσιου και των επεξεργασμένων προϊόντων.

Μια περαιτέρω απαίτηση τα τελευταία χρόνια ήταν για την ανώτερη απόδοση διάβρωσης και οι δραματικές βελτιώσεις έχουν καταδειχθεί για τα νέα κράματα μαγνήσιου. Οι βελτιώσεις στις μηχανικές ιδιότητες και την αντίσταση διάβρωσης έχουν οδηγήσει στο μεγαλύτερο ενδιαφέρον για τα κράματα μαγνήσιου για τις εφαρμογές αεροδιαστήματος και ειδικότητας, και τα κράματα διευκρινίζονται τώρα στα προγράμματα όπως το ελικόπτερο MD 500 του McDonnell Douglas.

Κράματα μαγνήσιου στο αεροδιάστημα

Για πολλά χρόνια, το κράμα RZ5 είναι το προτιμημένο υλικό για τα περιβλήματα μετάδοσης ελικοπτέρων λόγω του συνδυασμού χαμηλής πυκνότητας και καλών μηχανικών ιδιοτήτων. Πιό πρόσφατα, εντούτοις, η απαίτηση για τα πιό μακροχρόνια διαστήματα μεταξύ των εξετάσεων και ως εκ τούτου βελτιωμένες ιδιότητες διάβρωσης έχει αναγκάσει τους κατασκευαστές για να επανεξετάσει την υλική επιλογή.

Στο παρελθόν, RZ5 χρησιμοποιήθηκε γενικά για τα περιβλήματα κιβωτίων ταχυτήτων αλλά πολλά νέα προγράμματα θα χρησιμοποιήσουν WE43 αντ' αυτού συμπεριλαμβανομένων των κύριων ρίψεων κιβωτίων ταχυτήτων στροφέων. Για αυτήν την εφαρμογή, μια μετάδοση αλουμινίου θα είχε χρησιμοποιηθεί αλλά για την εξαιρετική αντίσταση διάβρωσης WE43. Το Eurocopter ΕΚ 120 και τα ελικόπτερα NH90 έχουν πετάξει επίσης με τα περιβλήματα μετάδοσης WE43 και WE43 διευκρινίζεται για το Sikorsky S92. Οι περαιτέρω εφαρμογές για WE43 θα προχωρήσουν στο μέλλον και στα νέα προγράμματα και επίσης θα αντικαταστήσουν RZ5 στα παλαιότερα ελικόπτερα.

RZ5, τα κράματα ZRE1, MSR και EQ21 χρησιμοποιούνται ευρέως για τα περιβλήματα μηχανών και κιβωτίων ταχυτήτων αεροσκαφών. Αυτό θα συνεχιστεί αν και είναι πιθανό ότι WE43 θα χρησιμοποιηθεί όλο και περισσότερο για τη διάβρωση και τις υψηλής θερμοκρασίας ιδιότητές του. Οι πολύ μεγάλες ρίψεις μαγνήσιου μπορούν να γίνουν, όπως τα ενδιάμεσα περιβλήματα συμπιεστών για τις μηχανές στροβίλων. Αυτοί περιλαμβάνουν το περίβλημα Rolls-$l*royce Tay σε MSR, το οποίο ζυγίζει 130kg και το περίβλημα της BMW Rolls-$l*royce BR710 σε RZ5. Άλλες αεροδιαστημικές εφαρμογές περιλαμβάνουν τα βοηθητικά κιβώτια ταχυτήτων (F-16, Eurofighter 2000, ανεμοστρόβιλος) σε MSR ή RZ5, τις κατοικίες γεννητριών (airbus, ανεμοστρόβιλος και Concorde A320 σε MSR ή EQ21) και τους θόλους, γενικά σε RZ5.

Τα σφυρηλατημένα κομμάτια κραμάτων μαγνήσιου χρησιμοποιούνται επίσης στις αεροδιαστημικές εφαρμογές συμπεριλαμβανομένων των κρίσιμων μερών κιβωτίων ταχυτήτων για τις ρόδες ελικοπτέρων και αεροσκαφών βασιλιάδων θάλασσας Westland, και οι δύο σε ZW3. Τα σφυρηλατημένα μέρη μαγνήσιου χρησιμοποιούνται επίσης στις εφαρμογές μηχανών aero. Στο μέλλον, τα σφυρηλατημένα κομμάτια μαγνήσιου είναι πλέον πιθανά να χρησιμοποιηθούν στις εφαρμογές υψηλότερης θερμοκρασίας.

Γιατί το μαγνήσιο χρησιμοποιείται για την κατασκευή των αυτοκίνητων μερών;

Η μόνιμη μείωση σε βάρος οχημάτων είναι ένα από τα σημαντικότερα μέσα διαθέσιμα για να βελτιώσει την αυτοκίνητη αποδοτικότητα καυσίμου. Οι υψηλής αντοχής χάλυβες, το αργίλιο (Al), και τα πολυμερή σώματα χρησιμοποιούνται ήδη για να μειώσουν το βάρος σημαντικά, όμως, οι περαιτέρω ουσιαστικές μειώσεις βάρους θα μπορούσαν να επιτευχθούν από τη συχνότερη χρήση του μαγνήσιου (MG) και των κραμάτων της. Τα κράματα μαγνήσιου χρησιμοποιούνται αυτήν την περίοδο σε σχετικά μικρές ποσότητες για τα μέρη αυτοκινήτου, που περιορίζονται συνήθως στις ρίψεις κύβων, π.χ., τις κατοικίες σύμφωνα με περισσότερη λεπτομέρεια κατωτέρω.

Για τα συμβατικά οχήματα επιβατών σχεδόν 90% της συνολικής κατανάλωσης χρονικής ενέργειας ζωής τους που χρησιμοποιείται από τον καιρό της παραγωγής στο χρόνο της αχρηστίας ή του ξυσίματος καταναλώνεται με να φέρει το βάρος και τα πρόσωπά τους γύρω. Ως εκ τούτου, η μείωση βάρους είναι μεταξύ των μεγαλύτερων βασικών προκλήσεων για την αύξηση της αυτοκίνητης αποδοτικότητας καυσίμου.

Κράματα μαγνήσιου στην αυτοκίνητους εφαρμοσμένη μηχανική και τον αγώνα μηχανών

Η χρήση των κραμάτων μαγνήσιου στην αυτοκίνητη κατασκευή παρουσιάζει υπόσχεση, με τις περισσότερες εφαρμοσμένες ερευνητικές προσπάθειες που τοποθετούνται αυτήν την περίοδο στη δυνατότητα εφαρμογής στις αυτόματες εφαρμογές που φέρνουν τα σχετικά χαμηλά μηχανικά φορτία.

Παρά μια προφανή ποινική ρήτρα δαπανών, partiularly οι ρίψεις μαγνήσιου χρησιμοποιούνται αυτήν την περίοδο στα διάφορα το αυτοκίνητο σώμα, πλαίσια και powertrain. Πιό συγκεκριμένο, το μέταλλο είναι κυρίως χρησιμοποιημένα μέσα die-cast μέρη συμπεριλαμβανομένων των περιπτώσεων μεταφοράς τέσσερις-ρόδα-κίνησης, των περιπτώσεων μετάδοσης, των λίκνων μηχανών, των τμημάτων οδήγηση-ροδών, των καθισμάτων, και των επιτροπών οργάνων. Ενώ το μαγνήσιο είναι άφθονο και είναι για ένα τέταρτο του βάρους του χάλυβα και των δύο τρίτων το βάρος του αργιλίου, μπορεί να παρουσιάσει τα προβλήματα επεξεργασίας.

Στη μηχανή που συναγωνίζεται, RZ5 χρησιμοποιείται γενικά για τα περιβλήματα κιβωτίων ταχυτήτων αν και τα κράματα MSR/EQ21 χρησιμοποιούνται επίσης όλο και περισσότερο λόγω των ανώτερων ιδιοτήτων περιβαλλοντικής θερμοκρασίας τους ή λόγω των αυξανόμενων λειτουργουσών θερμοκρασιών. RZ5 οι ρόδες έχουν αποδειχθεί για να έχουν τη σημαντικά καλύτερη απόδοση από τις ρόδες κραμάτων MG-Al-ZN υπό τους σκληρούς όρους αγώνα. Λόγω της υψηλής λειτουργούσας θερμοκρασίας του αγώνα των μηχανών, οι ρίψεις WE54 έχουν χρησιμοποιηθεί για ποικίλο τύπο 1 τα μέρη μηχανών και χρησιμοποιούνται για τα τμήματα μηχανών για ένα περιορισμένο οδικό αυτοκίνητο εκδόσεων. Τα σφυρηλατημένα έμβολα WE54 προσφέρουν τη μεγάλη μελλοντική δυνατότητα για τη μηχανή συναγωνιμένος και άλλες εφαρμογές θα υπάρξουν για άλλα επεξεργασμένα προϊόντα.

Τα κράματα μαγνήσιου χρησιμοποιούνται επίσης σε πολλές άλλες εφαρμογές εφαρμοσμένης μηχανικής όπου η κατοχή ελαφριού είναι ένα σημαντικό πλεονέκτημα. Τα κράματα μαγνήσιο-ζιρκονίου τείνουν να χρησιμοποιηθούν σχετικά στις εφαρμογές μικρής ποσότητας όπου υποβάλλονται σε επεξεργασία από την άμμο ή τη ρίψη επένδυσης, ή τα επεξεργασμένα προϊόντα από την εξώθηση ή το σφυρηλατημένο κομμάτι. Τα ζιρκόνιο-ελεύθερα κράματα, κυρίως AZ91 αλλά και άλλα κράματα, χρησιμοποιούνται στις αυτοκίνητες και διάφορες άλλες εφαρμογές μεγάλης ποσότητας.