Magnesiumlegierungen

Metallteilhersteller bilden Legierungen durch Mischen von zwei oder mehr geschmolzenen Metallen oder einer Metallschmelze mit einem Nichtmetall. Die Kombination ermöglicht es der resultierenden Mischung, Eigenschaften anzuzeigen, die von allen Bestandteilen geliefert werden. Viele verschiedene Legierungen tragen heute zu Metallkomponenten auf dem Markt bei. Magnesiumlegierungen haben in letzter Zeit zunehmend an Bedeutung gewonnen.

Magnesiumlegierungen

Gereinigtes Magnesium bildet ein starkes, silberweißes, sehr leichtes Metall. Es ist sowohl formbar als auch duktil und erzeugt beim Verbrennen ein strahlend weißes Licht. Magnesium kommt in der Natur in Kombination mit anderen Materialien reichlich vor.

Dieses Metall erwies sich jahrhundertelang aufgrund seiner Brennbarkeit als schwierig zu handhaben und zu verarbeiten. Da Metallurgen mehr über die Herstellung nützlicher Magnesiumlegierungen erfahren haben, hat die Nachfrage nach Produkten, die dieses Leichtmetall enthalten, zugenommen. Heutzutage bilden Teilehersteller häufig Magnesiumlegierungen unter Verwendung von Kombinationen aus Aluminium, Silizium, Kupfer, Kalzium, Zink, Mangan und anderen Elementen.

Bezeichnung von Magnesiumlegierungen

Viele Hersteller bezeichnen Magnesiumlegierungen unter Verwendung eines Klassifizierungssystems, das in der Spezifikation B275 der American Society for Testing and Materials International („ASTM“) festgelegt ist. Dieses System verwendet eine bequeme Abkürzung zur Beschreibung von Metalllegierungen. Es verwendet Großbuchstaben, um sich auf Elemente zu beziehen, und Zahlen, um sich auf prozentuale Gewichte der Legierungsbestandteile zu beziehen. Hersteller müssen bei Verwendung des ASTM-Systems die angegebenen Legierungsformulierungen bestätigen.

Magnesiumlegierungen lassen sich heute leicht in drei Hauptsorten einteilen: Gusslegierungen, Knetlegierungen und benannte proprietäre Legierungen, die bestimmten Unternehmen oder Patentinhabern gehören:

Gusslegierungen

Aluminiumgusslegierungen umfassen die Mehrheit der kommerziell verwendeten Magnesiumlegierungen. Einige Magnesiumlegierungen ermöglichen Druckguss, Sandguss und Dauerformguss.

Ein Beispiel für eine gegossene Magnesiumlegierung verwendet die Kurzbezeichnung AZ91. Es besteht aus Magnesium kombiniert mit 9% Aluminium und 1% Zink. In dieser Legierung tragen die Zugabe von Aluminium und Zink beide zur Aushärtung des Metalls bei. Einige Magnesiumlegierungen dieser Kategorie verwenden Silber. In jüngster Zeit haben Hersteller Magnesiumgusslegierungen mit Seltenerdmetallen wie Yttrium entwickelt.

Knetlegierungen

Die von Herstellern kommerziell verwendeten Magnesium-Knetlegierungen weisen eine verbesserte Zugfestigkeit auf. Einige weit verbreitete Knetlegierungen umfassen: AZ31, AZ61 und ZK60. Die ersten beiden Legierungen beruhen auf Kombinationen von Aluminium und Zink, und die letztere hängt von Zink und Zirkonium ab.

Benannte Legierungen

Proprietäre Legierungen umfassen beide der beiden anderen Kategorien. Einige gießen leicht, während andere gut als Knetlegierungen funktionieren. Diese Magnesiumlegierungen haben spezifische Namen erhalten, die üblicherweise vom Erfinder oder Patentinhaber verliehen werden. Die von Magnesium Elektron Limited hergestellten Elektron-Magnesiumlegierungen veranschaulichen diese Gruppierung.

Eigenschaften und Anwendungen von Magnesiumlegierungen

Magnesium trägt die Ordnungszahl 12 und fällt als Erdalkalimetall in die Gruppe 2A des Periodensystems. Die physikalischen Eigenschaften dieses Elements tragen wesentlich zu gängigen Magnesiumlegierungen bei. In vielen Situationen bieten diese Legierungen hervorragende Alternativen zu Aluminium, einem anderen Leichtmetall, das häufig für kommerzielle Zwecke verwendet wird.

Magnesiumlegierungen mit geringem Gewicht, ausgezeichneter Duktilität und Formbarkeit haben in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Luftfahrt eine breite Anwendung gefunden. Die Brillanz des brennenden Magnesiums hat es diesem Metall ermöglicht, eine herausragende Rolle in der Pyrotechnik und der Herstellung von Fackeln zu spielen. In jüngster Zeit haben Hersteller einiger High-End-Leistungsautos begonnen, Magnesiumlegierungen selektiv in Kraftfahrzeugmotoren und Karosserien zu verwenden, um leichtere Fahrzeuge herzustellen. Einige Metalldachhersteller haben Magnesium- und Zinklegierungen verwendet, um starke, leichte Dächer herzustellen. Magnesiumlegierungen haben auch eine wachsende Anzahl von Anwendungen in der Herstellung von Verbrauchersportarten und Outdoor-Geräten gefunden; Sie helfen dabei, Komponenten in Bogenschießpfeilen, Golfschlägern und Campingausrüstung zu bilden.

Vorteile von Magnesiumlegierungen

Obwohl sich das Metall Magnesium aufgrund seiner Brennbarkeit als schwierig herausstellt, in reiner Form zu arbeiten, haben Magnesiumlegierungen in zahlreichen kommerziellen Umgebungen eine breite Verwendung gefunden. Abhängig von den Legierungsbestandteilen kombinieren diese Produkte häufig eine angemessene Festigkeit mit sehr geringen Dichten. Sie bieten Designern, die das Produktgewicht reduzieren möchten, einen Nutzen, um die Kraftstoffeffizienz zu optimieren und die Transportkosten zu senken.

Magnesium bietet auch den Vorteil, dass es in der Natur reichlich vorhanden ist. Im Gegensatz zu einigen Metallen kommt es häufig in Kombination mit anderen Elementen in der Erdkruste vor. In Zukunft können sich die Kosten für die Gewinnung von Magnesium zur Verwendung in Magnesiumlegierungen verringern.

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