Estudo sobre as características das ligas de magnésio fundidas

A densidade da liga de magnésio é inferior a 2g/cm ³ , e é o material estrutural de metal o mais leve atualmente. Sua força específica é maior do que a da liga de alumínio e do aço, mas ligeiramente menor do que a dos plásticos reforçados com fibra; sua rigidez específica é comparável à da liga de alumínio e do aço, mas muito maior do que a dos plásticos reforçados com fibra; Sua resistência à corrosão é muito melhor do que a do aço de baixo carbono, que excedeu a da liga de alumínio fundido A 3 80; suas propriedades de redução de vibração e blindagem magnética são muito melhores do que as da liga de alumínio. Desde que a viscosidade dinâmica da liga de magnésio é baixa, a velocidade de enchimento da liga de magnésio sob o mesmo estado fluido (igual índice de Reynolds) é muito maior do que a da liga de alumínio. Além disso, o ponto de fusão, a capacidade térmica específica e o calor latente de transformação da liga de magnésio são menores do que aqueles da liga de alumínio, de modo que o consumo de energia de fusão da liga de magnésio é menor, a velocidade de solidificação é mais rápida e o período real de fundição da liga de magnésio é 50% mais curto do que aquele da liga de alumínio. Além disso, as ligas de magnésio têm uma baixa afinidade com ferro e baixa capacidade de resolver ferro em solução sólida, por isso não é fácil aderir à superfície da matriz, e a vida útil da matriz é 2 ~ 3 vezes maior do que a da liga de alumínio.

As ligas de magnésio fundido mais comumente usadas são as classes americanas AZ91, AM60, AM50, AM20, AS41 e AE42, que pertencem às quatro séries de Mg-Al-Zn, Mg-Al-Mn, Mg-Al-Si e Mg-Al-Re respectivamente. Os seguintes aspectos das ligas de magnésio fundidas são estudados principalmente atualmente:

Desempenho de alta temperatura de fundição de liga de magnésio:

Atualmente, as séries AZ e AM de fundições de liga de magnésio representam 90% das fundições de liga de magnésio automotivo. A força destas ligas de magnésio diminui obviamente quando a temperatura está acima de 150℃. As ligas de magnésio de fundição sob pressão com resistência de fluência acima de 150℃ foram desenvolvidas, tais como a liga AS AS41A (Mg4 3 % Al1% Si0, 3 5% Mn). Sua força de fluência em 175℃ é melhor do que a de AZ91D e AM60B, e tem maior alongamento, resistência ao rendimento e resistência à tração. Os cárteres Beetle da VOLKSWAGEN usados para adotar AS41 e AS42, mas uma liga modificada AE42 que tem melhores propriedades de fluência em altas temperaturas foi introduzida recentemente. Alguns oligoelementos, como elementos de terras raras Y, Nd e Sr, têm efeito óbvio de refinamento de grãos na liga de magnésio de fundição sob pressão, o que pode melhorar a resistência e a resistência à fluência da fundição da liga de magnésio . Por exemplo, o AE42 recentemente desenvolvido tem melhor resistência à fluência do que a liga tradicional McAlSi, e pode ser usado a 200 ~ 250℃ por um longo tempo. No entanto, a melhoria do desempenho de altas temperaturas das ligas AS e AE ainda é limitada. As propriedades de fundição das ligas AS e AE são piores do que as das ligas AZ e AE. Além disso, o alto custo dos elementos de terras raras limita a produção e aplicação de ligas AS e AE.

A ductilidade das fundições de liga de magnésio:

Atualmente, as fundições de magnésio estão crescendo rapidamente em aplicações que exigem segurança e alta tenacidade à fratura. A fim de melhorar a capacidade de absorção de energia em condições de trabalho, a resistência à fratura do material deve ser melhorada. Isto pode ser realizado reduzindo a quantidade de alumínio na liga. AM60 e AM50 são amplamente utilizados em componentes de segurança, como suportes do painel de instrumentos, eixos do volante e assentos, e AM20 é atualmente usado no quadro traseiro dos assentos. Além disso, a relação entre o alongamento da fratura e a temperatura é bastante próxima, especialmente quando a temperatura está acima de 50 ℃, o alongamento da fratura aumenta com o aumento da temperatura.

A resistência à corrosão da fundição da liga de magnésio:

A resistência à corrosão também foi um obstáculo para a aplicação mais ampla de ligas de magnésio. O magnésio tem alta atividade química, e ligas e compósitos à base de magnésio são propensos à corrosão de micro-células. Geralmente, ligas de magnésio fundidas de baixa pureza têm baixa resistência à corrosão. A resistência à corrosão de ligas de magnésio fundidas sob pressão de alta pureza (como AZ91D) com elementos de impureza estritamente especificados, como Fe, Ni e Cu, bem como AE42 contendo terra rara excedeu a da liga de alumínio fundido A 3 80 no teste de pulverização salina e é muito melhor do que a do aço de baixo carbono. A resistência à corrosão pode ser melhorada ajustando a composição química, tratando a superfície e controlando a microestrutura. Embora existam muitos métodos para melhorar a resistência à corrosão de peças de liga de magnésio, a baixa resistência à corrosão é sempre um obstáculo técnico para realizar a ampla aplicação de peças de liga de magnésio, a menos que o problema seja resolvido a partir do próprio material.

Fundição de liga de magnésio anti-flamejante:

A adição de AL (2,5%), BE (0,0005% ~ 0,0 3 % de Be) ou liga CA à liga de magnésio também pode efetivamente impedir a oxidação da liga líquida de magnésio. Atualmente, alguns pesquisadores estão trabalhando nas propriedades retardadoras de chama de ligas de magnésio. Se a pesquisa for bem sucedida, as ligas de magnésio serão fundidas e fundidas assim como as ligas de alumínio, que terão uma perspectiva de aplicação mais ampla.

Composto matricial de ligas de magnésio:

Compostos matriciais de liga de magnésio reforçados com partículas de carboneto de silício foram estudados e desenvolvidos por muitos anos. Atualmente, embora o desenvolvimento não tenha atingido o estágio de aplicação comercial no campo da fundição sob pressão, fundições como impulsores, manivelas de bicicleta e forros de cilindros de automóveis foram feitas por fundição em areia e fundição de precisão. Além disso, há uma tendência de desenvolvimento para combinar este material composto com fundição semi-sólida e aplicá-lo no campo da fundição sob pressão e fundição por compressão.