10. Magnez i jego stopy
Magnez (Mg) jest lekkim metalem (ok. 1,8 g/cm3) o dobrych właściwościach mechanicznych (Rm=300-350 MPa, twardość ok. 100 HB).
Magnez stosowany jest w produkcji lekkich środków transportu lotniczego i wodnego (samoloty, wodoloty, poduszkowce), w przemyśle motoryzacyjnym, do wytwarzania aparatury i wyrobów mechaniki precyzyjnej, elementów sprzętu domowego, maszyn biurowych i mechaniki precyzyjnej itp. Np. ze stopów magnezu wykonywane są lekkie i wytrzymałe obudowy profesjonalnego sprzętu fotograficznego i radiowego.
Tylko 15% wytwarzanego w świecie magnezu stosuje się jako magnez metaliczny lub jego stopy. Pozostałe 85% produkcji magnezu trafia m.in. jako dodatek stopowy do stopów Al (53,5% produkcji na świecie), do odsiarczania, modyfikacji żeliw, redukcji metali, produkcji chemikaliów i innych.
W zależności od sposobu wytwarzania stopy Mg dzieli się, zależnie od zastosowań, na stopy odlewnicze oraz na przeznaczone do obróbki plastycznej na zimno lub na gorąco. Stopy mogą być wykonywane w matrycach ciśnieniowych (wyroby precyzyjne) lub jako odlewy grawitacyjne.
Dodatkiem stopowym w stopach magnezu jest głównie Al. (3-11% zawartości w stopach Mg). Aluminium poprawia wytrzymałość i wydłużenie stopu Mg, poprawaia też lejność i zmniejsza skurcz odlewniczy. Ponadto często dodaje się także cynk (Zn), który także jest dodawany łącznie z aluminium (Al.) i manganem (Mn). Mangan jest składnikiem zwiększającym odporność stopów Mg na korozję oraz umożliwia spawanie stopów Mg. Np. stop EN-MCMgA16Mn jest stosowany m.in. na obręcze kół samochodowych tzw. „felgi”.
Wieloskładnikowe stopy Mg zawierające 3-10 % Al., 1-3% Zn oraz dodatek Mn nazywane są elektronami i są stosowane zarówno na elementy odlewane jak i do przeróbki plastycznej, przeważnie na gorąco.
Stopy magnezu wytwarzane przez krzepnięcie z dużymi szybkościami
Krzepnięcie z dużymi szybkościami w przypadku niektórych stopów magnezu pozwala wielokrotnie ( nawet do 20 x) zwiększyć odporność tego metalu na korozję, oraz pozwala poprawić odporność na pełzanie. Metoda RSP (Rapid Solidification Process) pozwala uzyskac stop o strukturze bardo drobnych ziaren o wymiarach 0,3-5 μm, co zapewnia wytrzymałość na rozciąganie ok. 500 Mpa, czyli niemal 2x więcej niż stopów konwencjonalnych. Ze stopów wytwarzanych metodą RSP można uzyskiwac proszki przez zmielenie odlanych taśm (RSP) a następnie z proszku uzyskiwać inne wyroby z MG, np. pręty, rury.
Z niektórych stopów Mg, np. Mg-M-Ln , gdzie M oznacza metal inny, np. Ni natomiast Ln oznacza lantanowce, np. Y można uzyskiwać szkła metaliczne przez bardzo szybkie schłodzenie stopu, o wytrzymałości rzędu 610-850 MPa.
Z ciekawszych zastosowań magnezu znany jest on jako składnik bomb zapalających. Jest to metal łatwo palny o temperaturze spalania ok. 3000 oC. Używany był do tego zmieszany proszek magnezu i aluminium (tzw. termit).
Magnez metaliczny w postaci cienkich folii był używany do produkcji żarówek błyskowych tzw. spaleniowych w starej fotografii.
W epoce lamp gazowych był używany do wytworzenia tlenku magnezu w „koszulce” spaleniowej lampy gazowej.
11. Metale trudno topliwe i ich stopy
Do grupy metali trudnotopliwych należą: Nb, Ta, Mo, W oraz Re. Z wyjątkiem dwóch metali z grupy platynowców mają najwyższa temperaturę topnienia wśród znanych metali. Metale te odznacza duża wytrzymałość na rozciąganie i duża twardość oraz duża żarowytrzymałość, oraz brak odporności na utlenianie. Dla zapewnienia żarowytrzymałości są one pokrywane odpowiednimi powłokami chroniącymi je przed utlenianiem.
1/2