Top Banner
Visoka tehnička skola strukovnih studija u Zrenjaninu Nastavni predmet: Tehnički materijali Magnezijum i njegove legure kao tehnički materijal -Seminarski rad- - 1 -
34

Visoka Tehnička skola strukovnih studija

Mar 08, 2015

Download

Documents

Dejan Đerić
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: Visoka Tehnička skola strukovnih studija

Visoka tehnička skola strukovnih studijau Zrenjaninu

Nastavni predmet: Tehnički materijali

Magnezijum i njegove legure kao tehnički materijal

-Seminarski rad-

Predmetni nastavnik: Student: Mr Robert Molnar, dipl. inž Vasić Damir , 18/8-3

Zrenjanin, 2010.

- 1 -

Page 2: Visoka Tehnička skola strukovnih studija

Sadržaj :

1. Uvod .......................................................................................... 31.1. Opšti podaci za magnezijim ................................................... 31..2. Legure magnezijuma ............................................................. 32. Osobine atoma magnezijuma..................................................... 43. Klasifikacija legura magnezijuma ............................................. 53.1. Deformabilne legure magnezijuma ........................................ 53.2. Legure magnezijuma za livenje ............................................. 64. Svojstva legura magnezijuma ................................................... 75. Podela legura magnezijuma ...................................................... 105.1. Magnezijum – aluminijum ..................................................... 105.2. Magnezijum – silicijuma ....................................................... 145.3. Magnezijuma – cink .............................................................. 165.4. Magnezijim – magnan ........................................................... 186. Primena legura magnezijuma ................................................... 207. Zaključak .................................................................................. 21

8. Literatura .................................................................................. 22

- 3 -

Page 3: Visoka Tehnička skola strukovnih studija

1. Uvod

1.1.Opšti podaci za magnezijum

Magnezijum je 1808 godine otkrio Sir Humphry Dary iz engleske.Ime mu potiče od grčkog naziva za magnezijum oksid (MgO) – Magnesi alba.Zastupljen je u zemljinoj kori u količini od 2.74 % , i predstavlja najlakši metal koji se može upotrebljavati kao konstrukcioni metak. Pripada grupi zemljeno alkalnih metala, gustina mu je 1738 kg/m , a tvrdoća 2.5 , dok mu je boja srebrno bela.Čist magnezijum se kao mašinski konstrukcioni materijal normalno ne primenjuje jer su mu mehanička vojstva nepovoljna i neotporan je na koroziju.

1.2.Legure magnezijuma

Magnezijum je lak metal i takmiči se sa aluminijumom za primene koje zahtevaju malu gustinu metala . Magnezijum i njegove legure imaju mnoge nedostatke koji ograničavaju njegovo šire korišćenje. Magnezijum je tesko liti zato sto u rastopljenom stanju sagoreva na vazduhu, pa se moraju koristiti pokrivni topitelji u toku livenja. Legure magnezijuma imaju relativno malu čvrstoću i lošu otpornost prema smicanju, zamaramju i habanju. Magnezijum ima G-S-H kristalnu strukturu koja čini deformisanje na sobnoj temperaturi teškim , budući da su aktivna samo tri sistema klizanja.

- 4 -

Page 4: Visoka Tehnička skola strukovnih studija

2.Osobine atoma magnezijuma

Atomska masa magnezijuma iznosi 24.305 g/mol.Atomski radijus mu je 150 pm, a kovalentni radijus 130 pm.Magnezijum ima heksagonalnu kristalnu strukturu . Metalni magnezijum se lako oksiduje na vazduhu ali slično kao kod aluminijuma proces korozije magnezijuma se zaustavlja zbog pasivizacije.Kada se otkloni gornji sloj koji je oksidirao čist magnezijum lako reaguje sa vodom gradeći hidroksid.Magnezijum redukuje većinu oksida i gori u ugljenik-oksidu (koji služi za gasenje pozžara) i redukuje ga pri čemu se stvara magnezijum-oksid (MgO) i oslobađa se ugljenik u obliku čađi.Agregatno stanje magnezijuma je čvrsto a temperatura topljenja mu je 923 K, dok mu je temperatura ključanja 1363 K.

Slika 1.Kristal magnezijuma [Internet, www.hemiski elementi.com]

Slika 2.Magnezijum oksid.[Internet, www.hemiski elementi.com]

- 5 -

Page 5: Visoka Tehnička skola strukovnih studija

3.Klasifikacija legura magnezijuma

3.1. Deformabilne legura magnezijuma

Magnezijumove legure su vrlo laki konstrukcioni materijali , zbog čega nalaze široku primenu u avijonskoj i drugim granama industrije.Deformabilne legure se izrađuju u obliku proizvoda izrađenim deformacijom u zatvorenim kalupima, polufabrikatima koji se izrađuju istiskivanjem i u obliku limova.U zavisnosti od stepena legiranja razlikuju se : niskolegirane legure, srednjelegirane legure, visokolegirane legure.

- Niskolegirane magnezijumske legure (sa dodatkom Mn 1.3-1.8 %) nisu sklone obrazovanju korozionih pukotina .U poređenju sa drugim magnezijovim legurama one se odlikuju najvećom otpornošću prema koroziji.U toplom stanju su vrlo plastične dok im se u hladnom stanju plastičnost smanjuje.Dobro se zavaruju a ne istežu na termičkoj obradi.

- Srednjelegirane magnezijumske legure (sa dodatkom Mn 0.15-0.5 %, Al 3-4 % i Zn 0.2-0.8 %) su vrlo plastične , a otpornost prema koroziji je zadovoljavajuća.Plastičnost u intervalu temperatura obrade u toplom stanju (240-270 stepeni) je velika a u hladnom stanju umerena.Zavarljivost legure je zadovoljavajuća, dok se termičkom obradom čvrstoća povećava.Primenuje se za izradu umereno opterećenih proizvoda složenih oblika koji se izrađuju kovanjem ili deformacijom u zatvorenim kalupima.

- Visokolegirane magnezijumove legure (sa dodatkom Mn 0.15-0.5 %, Al 7.8-9.2%, Zn 0.2-0.8 %) odlikuju se velikom čvrtoćom.U napregnutom stanju imaju sklonost ka korodiranju, zbog čega debljina zidova elemenata izrađenih od ove legure ne sme da bude manja od 7 mm.Zavarivost primenom gasnog zavarivanja , i zavarivanja u zaštitnoj zoni argona je zadovoljavajuća.Visokolegirana legura magnezijuma sa (4-4.5 % Zn i 0.3-0.9 % Zr) je veoma čvrsta legura sa zadovoljavajućom otpornošću na koroziju i dobrom plastičnosti u toplom stanju.Čvrstoća legure se povećava veštačkim starenjem.

- 6 -

Page 6: Visoka Tehnička skola strukovnih studija

3.2. Magnezijumove legure za livenje

Legirajući elementi kod ovih legura su aluminijum, magnan i cink.Ove magnezijumove legure su veoma pogodne za obradu rezanjem.Glavni nedostatak ovih legura je mala otpornost prema koroziji u vlažnoj atmosferi, rečnoj i morskoj vodi.Zbog toga ove legure treba štititi oksidnim slojem i premazima obojenih lakova.Odlivci od ovih legura mogu se dobiti metodama livenja u peščanim kalupima , metalnim kalupovima i pod pritiskom.Pri topljenju legura magnezijuma uvode se supstance koje ih štite od oksidacije.Temperatura livenja je od 750-800 stepeni.Legura sa 1-2 % Mn , u poređenju sa drugim magnezijumovim legurama za livene ima veću otpornost na koroziju, a takođe ima povećanu sklonost ka obrazovanju vrućih pukotina.Dobro se zavaruje, a sa termičkom obradom čvrstoća se povećava.Primenjuje se za izradu jednostavnih geometriskih elemenata koji moraju da imaju povećanu otpornost na koroziju , hermetičnost i dobru zavarivost.Visokolegirana legura sa 9-10.2 % AL, 0.1-0.5 %Mn, 0.6-1.2 %Zn, odlikuje se prvenstveno sa velikom čvrstoćom.Ima zadovoljavajuću otpornost na koroziju.Ima takođe dobre osobine pri livenju , linearno skupljanje od 1.1-1.2 % i povećano tečenje.Zavarljivost joj je zadovoljavajuća , a termički obrađena legura se primenjuje za izradu visokoopterećenih elemenata, koima je potreban visok napon tečenja.Ima manu sklonost ka obrazovanju vrućih pukotina u odnisu na predhodnu leguru.

- 7 -

Page 7: Visoka Tehnička skola strukovnih studija

4.Svojstva legura magnezijuma

Najvažniji minerali magnezijuma su karnalit magnezit i dolomit . Magnezijum se dobija elektrolizom mešavine obogaćenog i kalcinisanog karbonita i kalcijumfluorida na 700 do 750 stepeni. Tečni magnezijum se izdvaja na željeznoj katodi i zbog svoje male specifične težine isplivljava na površinu.Sirovi magnezijum se prečišćava od primesa kao sti su aluminijum, željez, sulfidi, nitriti i hloridi, pretapanjem i tretiranjem sa mešavinom soli. Na taj način dobija se magnezikum čistoće od 99.7 do 99.9 %.Magnezijum kao i Cink ima heksagonalnu kristalnu rešetku. Plastična deformacija na nižim temperaturama moguća je samo po bazalnoj ravni, dok monokristali magnezijuma mogu postići izduženje od 500 %, dotle je polikristalni tehnički metal na sobnoj temperaturi krt zbog različite orijentacije kristala ( zbog toga sto granice zrna ometaju klizanje). Cilindar magnezijuma podvignut pritisku lomi se bez veće deformacije. Tek na povišenim temperaturama usled aktiviranje drugih ravni klizanja moguća je veća plastična deformacija. Pri tome je temperaturna granica između krtog i plastičnog ponašanja oštara. Na primer, legura magnezujuma je krta na 200 stepeni , ali već na 220 stepeni postaje plastična.

Slika 3. Magnezijum, žareno stanje.Poliedarska zrna bez dvojnih kristala[Vukosava Stanković/Mašinski materijali sa termičkom obradom]

- 8 -

Page 8: Visoka Tehnička skola strukovnih studija

Slika 4. Magenzijum kao i na predhodnoj slici ali plastično deformisan pod malim pritiskom. Stvaranje dvojnih kanala

[Vukosava Stanković/Mašinski materijali sa termičkom obradom]

Elastičnu deformaciju, kao i kod cinka pšrati stvarane lamela dvojnika. Na slici 3 prikazana je mikrostruktura nedeformisanog magnezijuma. Zapažaju se poligonalni kristali bez dvojnika. Na slici 4 prikazana je mikrostruktura istog uzorka posle plastične deformacije ( sabijanja), i jasno se zapažaju savijene lamele dvojnika.Zbog svog neplemenitog i elektrohemiskog karaktera magnezijum i jedan deo njegovih legura vrlo su podložni koroziji. Sjajna površina posle vrlo kratkog vremena stajanja na vazduhu postaje mat i pokriva se ružnim belim oksidnim slojem. Da bi se ovo izbeglo gotov komad se potapa u rastvor koji sadrži 10 do 15 % azotne kiseline i 6 do 10 % bihromata, a ostatak je voda. Površina dobija žutu boju mesinga ili smeđu boju i na taj način se zaštićuje od korozije.Magnezijum je metal od kojeg se legure vrlo lako izrađuju pa nalaze široku primenu u industriji vozila kao i u avijonskoj industriji za prevlačenje u obliku limova , za razne rezervoare, armature, profile kao i za mnoge druge svrhe.Magnezijum sadrži i mnoge legure aluminijuma , na primer legure tipa AlCuMg, AlMgSi, AlMg i sl. Ranije su legurama magnezijuma nazive davali proizvođači , pa tako naziv elektron ne oznčava magnezijumovu leguru određenog sastava , nego je to bio naziv za sve legure magnetijuma proizvedene u Bitterfeldu.Glavni legirajući elementi magnezijuma su aluminijum ( 0 do 10 % ) koji povećava čvrstoću i tvrdoću a takođe i usitnjava zrna legure,Cink ( 0 do 4 % ) koji povećava tvrdoću i usitnjava zrno, Silicijum ( 0 do 1.5 % ) koji koji povećava tečljivost ali istovremeno smanjuje žilavost i Magnan ( 0 do 2 % ) koji poboljšava otpornost prema koriziji.

- 9 -

Page 9: Visoka Tehnička skola strukovnih studija

U novije vreme magnezijum se legira sa srebrom, bizmutom, bakrom, cirkonijumom, kadmijumom i cerijumom. Ako uzmeno 2 % srebra u prisustvu aluminijuma i kadnijuma povećava se granica razvlačenja i zatezna čvrstoća putem termičkog taloženja i sprečava stvaranje oksida i nitrata pri topljenju.

- 10 -

Page 10: Visoka Tehnička skola strukovnih studija

5.Podela legura magnezijuma

Legure magnezijijuma se mogu podeliti na sledeće legure : 1. Magnezijum-Aluminijum2. Magnezijum-Silicijum3. Magnezijum-Cink4. Magnezijum-Magnan

Ove legure ćemo detaljno predstaviti u nastavku.

5.1.Magnezijum - Aluminijum

Na slici 5 je prikazan stanja sistema legure magnezijum aluminiju i to strana bogata magnezijumom. Prema njemu čvrsti rastvor na bazi magnezijuma gradi sa intermedijalnom fazom y = Al2Mg3 eutektikum na 436 stepenii 32 % Al. Rastvorljivost aluminijuma u magnezijumu je na eutektičkoj temperaturi vrlo velika, ali sa sniženjem temperature brzo pada.

Slika 5.Dijagram stanja Magnezijum – Aluminijum[Vukosava Stanković/Mašinski materijali sa termičkom obradom]

- 11 -

Page 11: Visoka Tehnička skola strukovnih studija

- Rastvorljivost aluminijuma u magnezijumu :

436 o C ......................... 12.6 % Al400 o C .......................... 9.7 % Al300 o C .......................... 5.3 % Al200 o C ..........................3.1 % Al100 o C ..........................2.3 % Al

Tehničke legure magnezijuma sadrže maksimum oko 10% Al.Prema dijagramu stanja strukturu ovih legura treba da sačinjavaju samo primarni δ-kristali, bogati magnezijumom, i smanjene rastvorljivosti izdvojeni γ-kristali. Zbog male brzine difuzije dolazi do znatnog narušavanja ravnotežnog stanja, tako da se i u legurama sa manje od 12,6% Al javlja eutektikum (δ +γ). Ovaj eutektikum je uvek razdvojen, tj.δ- komponenta se izdvaja na već izdvojenim primamim δ-kristalima, tako da γ-komponenta ostaje izolovana u vidu kompaktne faze na granicama zrna primarnih kristala δ-čvrstog rastvora. Al2Mg3, je tvrđi od δ-faze i poslije reljefnog poliranja pri posmatranju sa kosim osvjetljenjem postaje vidljiv već na ispoliranom uzorku. Bele je boje i oštrih granica, jer se ne nagriza običnim sredstvima za nagrizanje. Žarenjem u homogenoj oblasti δ-faze, dakle na 400-450°C, može se razdvojeni eutektikum prevesti u rastvor, na taj način se ukanja kocentracijska razlika u aluminijumu između granica i unutrašnjosti primarnih kristala.Da bi se veliki lobularni L2Mg3 kristali preveli u rastvor potrebno je žarenje u trajanju minimum 24 časa na remperaturi 400 o C.Pri ponovom laganom hlađenju Al2Mg3 se izdvaja u vidu tačkica koje se skupljaju u karakteristične lamele Al2Mg3. Nastaje mikrokonstituent, sličan perlitu kod čelika koji sa oštrim i ravnim granicama raste od granice δ-faze ili od komponente ratdvojenog eutektikuma u unutrašnjosti δ-faze. Ovaj mikrokonstituent, sličan eutekiktnom, nastaje u svim lagano hlađenim legurama magnezijuma sa više od 6 % aluminijuma, ali se može javiti i pri maloj koncetraciji. Temperatura njegovog nastanka leži ispod solvus linije. Legura MgAl6 prolazi solvus liniju na primer na 320 oC. Međutim lamele Al2Mg3 ne ostvaruju se na ovoj temperaturi. Na 295oC javljaju se prva ostrvca , ali presićenje je još uvek malo da bi moglo doći do intezivnijeg izdvajanja. Posle 3 minuta na 250 oC stvorena su već brojna ostrvca. Na nižim temperaturama ponovo je otežano lamelarno izdvajanje zbog smanjenja brzine difuzije. Tako se na primer stvaranje ovih ostrvaca na 200 oC zapaža tek posle 5 minuta , ali i na 100 oC još uvek može doći do izdvajanja.Što je niža temperatura to su lamele finije.Pri ponovnom zagrevanju lamele prelaze u rastvor tako što se prvo dele na male štapiće a zatim na kuglice. Ovaj globularni oblik ne nastaje ni pri livenju ni pri deformaciji , pa je siguran znak nepotpune homogenizacije.Laganim hlađenjem ili dugotrajnim žarenjem u blizini linije rastvorljivosti Al2Mg3 se može prevesti u štapićasti oblik sa određenom orijrntacijom prema ravni bazisa heksagonalnih δ-kristala. Slike 6 i 7 prikazuju razdvojeni eutektikum (δ +γ) na primeru legura sa 3.6 i 9 % aluminijuma.

- 12 -

Page 12: Visoka Tehnička skola strukovnih studija

Slike 6 i 7. Primeri legura sa 3.6 i 9 % aluminijuma.[Vukosava Stanković/Mašinski materijali sa termičkom obradom]

Aluminijum je najvažniji legirajići element magnezijuma. Pri nižim sadržajima legirajućih elemenata nastaje otvrdnjavane zbog stvaranja čvrstog rastvora. Veće koncetracije aluminijuma povećavaju tvrdoću , ali legure istovremeno postaju krtije što se odražava padom zatezne čvrstoće i izduženja. U livenom stanje najbolje mehaničke osobine postižu se sa 6 % aluminijuma. Legure koje sadrže od 6 % do 11 % aluminijuma mogu termičkom obradom znatno poboljšati svije mehaničke osobine.

- 13 -

Page 13: Visoka Tehnička skola strukovnih studija

Slika 8. Uticaj aluminijuma na mehaničke osobine magnezijuma[Vukosava Stanković/Mašinski materijali sa termičkom obradom]

Najbolje mehaničke osobine legura za gnečenje postižu se pri 9 do 10 % aluminijuma jer se zagrevanjem pre i za vreme defrmavije izvrši u najmanju ruku delimična homogenizacija . Međutim povišene aluminijuma iznad 7 % stvara poteškoće u preradi. Odgrejavanje homogenizovane legure neposredno ispod solvus linije ima za posledicu povećanje zatezne čvrstoće , pa se povećava i izduženje pri obradi.

- 14 -

Page 14: Visoka Tehnička skola strukovnih studija

5.2. Magnezijum - Silicijum

Magnezijum gradi sa silicijumom jedinjenje Mg2Si (slika9). Eutektička tačka u sistemu Mg-Mg2Si leži kod 1,4% Si i 645°C. Mg2Si nije rastvorljiv u magnezijumu i zbog toga se već pri malim količinama javlja u vidu sivoplavih kristala. U strukturi legure za pješčani liv GMgSi (slika 10) sa 1,5% Si kristali Mg2Si uloženi su u osnovnoj masi magnezijuma.

Slika 9. Dijagram stanja magnezijum-silicijum[Vukosava Stanković/Mašinski materijali sa termičkom obradom ]

Slika 10. Legura magnezijum-silicijum za peščani liv[Vukosava Stanković/Mašinski materijali sa termičkom obradom ]

- 15 -

Page 15: Visoka Tehnička skola strukovnih studija

Na slici 11 prikazana je struktura kokilnog liva iste legure. Jasno se zapaža finije izdvajanje Mg2Si. Legura se odlikuje izvanrednom nepropustljivošću za komprimovane gasove i tečnosti i zbog toga se koristi za armature nepropustljive pod pritiskom. Zatezna čvrstoća iznosi 10 do 12 kp/mm2, granica razvlačenja 6 do 7 kp/mm2, tvrdoća 40 do 50 kp/mm2 i izduženje 2 do 4%. Za neke oblasti primene predstavlja prednost i visoka tačka topljenja 645°C.

Slika 11. Legura magnezijum-silicijum, kokilni liv[Vukosava Stanković/Mašinski materijali sa termičkom obradom ]

- 16 -

Page 16: Visoka Tehnička skola strukovnih studija

5.3.Magnezijum - cink

Magnezijum gradi sa cinkom jedinjenje MgZn koje se stvara peritektičkom reakcijom na 354 oC ( slika 12). Eutektikum između magnezijuma i MgZn leži kod 340 oC i 53.5 % Zn. Magnezijum rastvara u čvrstom stanju znatnu količinu cinka.

Slika 12. Dijagram stanja magnezijum-cink[Vukosava Stanković/Mašinski materijali sa termičkom obradom ]

Rastvorljivost cinka u magnezijumu :

340 o C ............... 8.4 % Zn300 o C ............... 6 % Zn200 o C ............... 2 % Zn100 o C ............... 1.6 % Zn

Zbog znatne rastvorljivosti i pri nižim temperaturama MgZn se javlja kao posebna kristalna vrsta tek pri višem sadržaju cinka. Dodatak Zn do 3 % povećava otpornost na lomnjanje. Dalje povećavanje od 30 do 40 % može se postići termičkim taloženjem.

- 17 -

Page 17: Visoka Tehnička skola strukovnih studija

Slika 13. Struktura legure GMgAl4Zn3

[Vukosava Stanković/Mašinski materijali sa termičkom obradom ]

Dvojne legure magnezijum-cink retko se primenjuju. Međutim skoro sve legure magnezijuma sa aluminijumom sadrže do 3 % Zn. Na slici 13 prikazana je struktura legure GmgAl4Zn3, livene u pesku. Sastav legure je 3.8 % Al, 2.7 % Zn, 0.35 % Mn, 0.15 Si, 0.10 % Cu. Beli kristali na granicama na granicama homogenih kristala čvrstog rastvora na bazi magnezijuma su Al2Mg3. Žarenjem 2 do 4 časa na temperaturi između 280 i 320 stepeni izjednačava se u određenoj meri koncetraciona razlika. Ako se žarenje vrši na 200 stepeni Al2Mg3 zadržava lamelarni raspored. Kao peščani liv legura GMgAl4Zn3 ima granicu razvlačenje 8 kp/mm2, zateznu čvrtoću 18 kp/mm2, tvrdoću po brinelu HB = 52 kp/mm2 pri izduženju od 7 %.Zbog dobre čvrstoće pri promenjivom opterećenju primenjuje se za odlivke izložene zamaranju, na primer za kućište motora. Praktično iste osobine ima legura za kokilni liv GMgAl4Zn3, samo što joj je čvrstoća veća zbog bržeg očvrščavanja. Na slici 14 prikazani su kristali Al2Mg3 izdvojeni na granicama zrna čvrstih rastvora na bazi magnezijuma.

Slika 14. Struktura legure GMgAl4Zn3 , kokilni liv[Vukosava Stanković/Mašinski materijali sa termičkom obradom ]

- 18 -

Page 18: Visoka Tehnička skola strukovnih studija

5.4.Magnezijum - magnan

Magnan i magnezijum grade intermedijalno jedinjenje MgMn. Ono gradi sa magnezijumom eutektikum na 645°C. Mangan se rastvara u magnezijumu u čvrstom stanju, ali rastvorljivost opada na nižim temperaturama, tako da je na sobnoj temperaturi sasvim neznatna.

Rastvorljivost magnana u magnezijumu :

645°C.................. 3,4% Mn600°C.................. 2,4% Mn500°C.................. 0,8% Mn400°C............... ...0,3% Mn300°C........ ..........0,1% Mn200°C............... ...0,0% Mn

Kristali MgMn su sive boje i izdvajaju se u sferoidnom obliku najčešće na granicama zrna. Legure koje su danas u upotrebi sadrže najčešće do 2,3% Mn. Ove legure imaju dobru zavarljivost i otpornost prema koroziji. Pretpostavlja se da se stvara sloj MgMn-hidroksida, koji sprječava koroziju i zbog toga skoro sve legure magnezijuma sadrže mangana. Pri izradi u rastop se dodaje mangan u višku i rastop se održava u tečnom stanju tačno na temperaturi topljenja. Kristali mangana koji se primarno izdvajaju, povlačeći za sobom željezo i silicijum, talože se na dnu. Sadržaj željeza se pri tom snižava na nekoliko hiljaditih dijelova, a udarna žilavost raste. Legura za gnječenje MgMn sa 1,4% do 2,3% Mn primjenjuje se za oblaganje rezervoara za gorivo, armature, profile itd. Zatezna čvrstoća iznosi 30 kp/mm2, granica razvlačenja 20 kp/mm2, tvrdoća 40 do 45 kp/mm2 i izduženje 2 do 5%. Legure za gnječenje tipa MgAl i MgMn, ako se radi o izradi cijevi, čipki i profila, prerađuju se isključivo postupkom istiskivanja na temperaturi 300 do 400°C. Deformacija limova i traka dozvoljena je samo na temperaturama između 280 i 330°C. Za zavijanje u mengelama upotrebljava se za zagrijavanje pećni gas ili acetilenski plamen sa sabijenim vazduhom. Limovi i trake se proizvode toplim valjanjem. Limovi legura magnezijumamogu se bez teškoća duboko izvlačiti ako se alat zagrijava na 450 do 500°C i ako je brzina izvlačenja maksimum 2 mm/sek. Legura MgA13 lahko se deformiše i nagriza i zato se upotrebljava za dijelove za utiskivanje i nagrizanje. Magnezijumove legure se ipak prvenstveno liju, i to naročito kao pješčani liv. Kako se željezo ne legira sa magnezijumom, za pretapanje se upotrebljava lonac od livenog gvožđa. Nemetalni uključci, kao oksidi, nitridi i hloridi, moraju se udaljiti iz rastopa, jer oni predstavljaju polaznu tačku za kasniju koroziju. Ovo se postiže pokrivanjem i mješanjemElrasalom, mješavinom Mg2Cl2; CaF2, MgO i BaCl2. Izlivanje se obavlja na temperaturama između 780 i 750°C, poslije pregrijavanja

- 19 -

Page 19: Visoka Tehnička skola strukovnih studija

rastopa na oko 900°C, pri čemu se teža so taloži na dnu i istovremeno dolazi do neobičnog usitnjavanja zrnaodlivka. Mlaz metala se posipa sumporom. Atmosfera sumpordioksida, koja pri tome nastaje, sprječava ponovno stvaranje oksida odnosno nitrida. Legure magnezijuma se mogu liti i u vlažne kalupe ako se kaluparskom pjesku doda sumpor ili borna kiselina. Dodatak berilijuma takođe sprječava sagorijevanje, ali legura postaje krupnozrna i čvrstoća opada. Ako se radi o masovnoj proizvodnji primjenjuju se legure DMgAl9 i D MgAl6 za livenje pod pritiskom. Prema tome, oblast primene predstavljaju predmeti masovne potrošnje, djelovi za pisaće mašine, djelovi u automobilskoj, avionskoj, radio i elektroindustriji. Lakozapaljivost i gorljivost magnezijuma i njegovih legura nije tako velika kako se to često misli. Kompaktni komadi, kao što su gotovi proizvodi, krupni otpaci, otpadak od lima itd., potpuno su bezopasni. Oni ne mogu da se zapale. Ako se magnezijum zagrijava iznad njegove tačke topljenja, sagorijeva samo tečan metal i vatra se ne prenosi na čvrsti magnezijum. Fina strugotina, kao što je ona koja nastaje pri glodanju, struganju, ravnanju ili bušenju, može se zapaliti šibicom jer se toplota sagorijevanja zbog malih dimenzija ne odvodi. Vatra se može prenijeti i na druge opiljke. Pri normalnoj obradi skidanjem strugotine ova se zagrije samo na 100°C, tako da ne može doći do samopaljenja. Ako je alat, međutim, tup, strugotina se može zapaliti. Kao i kod drugih materijala, tako je i kod magnezijuma najopasnija prašina. Ako sadržaj prašine u vazduhu prijeđe 30 mg/l, može doći do eksplozije. Požar magnezijuma ne gasi se ni vodom ni bilo kojim normalnim aparatom za gašenje požara, nego uvijek peskom ili opiljcima sivog liva.

- 20 -

Page 20: Visoka Tehnička skola strukovnih studija

6. Primena legura magnezijuma

Čist magnezijum se industriji jako retko koristi zbog svojih loših mehaničkih osobina imkogućnosti samozapaljenja prilikom zagrevanja. Međutim legure magnezijuma sa drugim metalima nalaze široku primenu u avijonskoj i automobilskoj industriji, kao i industriji proizvodnje motora. Zbog svoje lakoće legure magnezijuma sa aluminijumom se koriste čak i u kosmičkoj industriji tamo gde su legure titanijuma i aluminijuma suviše teške. Može se koristiti za katodnu zaštitu metala od korozije.Legure magnezijuma se prvenstveno mogu koristiti za izradu :

- lakih poklopaca- kućišta i kartera motora- kućišta pumpi za gorivo- obloga zadnjeg mosta motornih vozila- nekih delova kočionog sistema i sl.

Slika 12 . Upotreba legura magnezijuma u avio industriji Slika 16. Primena legura magnezijima kod kočionih sistema

Slika 17. Primena legura magnezijuma za izradu poklopaca Slika 18. Primena legura magnezijima kod auto industrije

- 21 -

Page 21: Visoka Tehnička skola strukovnih studija

7. Zaključak

Magnezijum je izrazito lak metal, međutim zbog svojih loših mehaničkih osobina se veoma retko koristi kao tehnički materijal. Međutim legure magnezijuma nalaze veoma široku primenu. Zbog svoje lakoće i drugih mehaničkih osobina legure magnezijuma sa bakrom se koriste u avio industriji gde su legure aluminijuma i titanijuma suviše teške. Legure magnezijuma koje se najviše primenjuju su legure magnezijuma sa aluminijumom, cinkom i magnanom.Legure magnezijuma imaju veoma bitnu ulogu u mašinstvu i industriji, i da ih nema izrada mnogih delova i sklopova bila bi veoma otežana ili čak i nemoguća, tako da su ove legure nezamenljive.

- 22 -

Page 22: Visoka Tehnička skola strukovnih studija

7.Literatura

1. Vukosava stanković. / Mašinski materijali sa termičkom obradom.2. Vladislav Đukić. / Metalni materijali/ Naučna knjiga Beograd 1989 godina.3. Internet : www.hemiski elementi. com4. Sveska sa predavanja iz tehničkih materijala.5. Slobodan stojadinović, Aleksandar Ljevar, Ivan Tasić. / Poznavanje

materijala/ Tehnički fakultet Mihajlo Pupin / Zrenjanin 2007 godina.

- 23 -

Page 23: Visoka Tehnička skola strukovnih studija

- 24 -

Page 24: Visoka Tehnička skola strukovnih studija

- 25 -