نقش منیزیم بر خوردگی
یکی از بزرگترین چالش ها در صنایع ریخته گری، بهبود خواص مکانیکی و مقاومت در برابر خوردگی آلیاژهایی است که در قطعات کاربردی استفاده می شوند. خوردگی نه تنها به کاهش عمر مفید قطعات منجر می گردد، بلکه هزینه های سنگینی برای تعمیر یا جایگزینی تجهیزات ایجاد می کند.
مواد مختلفی برای بهبود این خواص در آلیاژها به کار گرفته می شوند، اما یکی از مهمترین و پرکاربردترین عناصری که تاثیرات چشمگیری در این زمینه داشته، شمش منیزیم است. در این مطلب، به بررسی نحوه عملکرد و نقش منیزیم بر خوردگی آلیاژهای ریخته گری خواهیم پرداخت.
بررسی نقش منیزیم در بهبود خواص آلیاژها
منیزیم یکی از عناصر فلزی حیاتی در بهبود خواص آلیاژها به شمار می‌رود. این عنصر به دلیل سبکی، نسبت استحکام به وزن بالا و قابلیت آلیاژسازی با فلزات دیگر، توجه زیادی را در صنایع مهندسی به خود جلب کرده است. علاوه بر این ویژگی‌ها، نقش منیزیم بر خوردگی فلزات نیز بسیار قابل توجه است؛ چرا که می‌تواند در بهبود مقاومت خوردگی آلیاژهای مختلف مؤثر باشد.
هنگامی که منیزیم به آلیاژهای ریخته گری افزوده می‌شود، می‌تواند ساختار کریستالی فلز پایه را بهبود بخشد و سختی، چقرمگی و قابلیت کارکرد فلز را افزایش دهد. به طور کلی آلیاژسازی با منیزیم مزایای زیر را به همراه دارد:
• ایجاد ساختار ریزدانه و کاهش تخلخل در فلز
• تثبیت فازهای میان فلزی
• افزایش مقاومت سایشی و تحمل دما
اثر منیزیم در کاهش خوردگی فلزات چیست؟
خوردگی معمولاً نتیجه واکنش فلز با محیط اطراف، شامل اکسیژن، رطوبت، کلریدها و دیگر عوامل شیمیایی است. نقش منیزیم بر خوردگی از طریق مکانیزم های زیر خواهد بود:
تشکیل لایه محافظ اکسید منیزیم:
یکی از مهمترین مکانیزم های کاهش خوردگی با افزودن منیزیم به آلیاژهای فلزی، تشکیل یک لایه نازک و پایدار از اکسید منیزیم(MgO) بر روی سطح فلز یا آلیاژ است. این لایه مانع از نفوذ اکسیژن، آب و سایر مواد خورنده به سطح فلز شده و باعث می گردد فولاد یا آلیاژ اصلی در برابر خوردگی محافظت شود.
کاهش پتانسیل الکتروشیمیایی آلیاژها
منیزیم یک فلز نسبتا واکنش پذیر است و وقتی به آلیاژها افزوده می شود، اختلاف پتانسیل الکتروشیمیایی میان فلزات مختلف در آلیاژ کاهش می یابد. این ویژگی باعث می شود که واکنش های خوردگی گالوانیکی (که معمولاً ناشی از تفاوت پتانسیل بین فلزات مختلف است) به شدت کاهش پیدا کند.
کمک به توزیع یکنواخت ترکیبات متالوژیکی
منیزیم می تواند توزیع یکنواخت ذرات بین فلزی در ساختار آلیاژها را تضمین کند. این امر رابطه مستقیم منیزیم و استحکام آلیاژهای ریخته گری را نشان داده و احتمال تشکیل حفرات و ترک های ناشی از خوردگی موضعی را کاهش می دهد.
ویژگی های منیزیم در صنعت ریخته گری
در صنعت ریخته گری، منیزیم به دلیل خصوصیات منحصر به فرد خود جایگاه ویژه ای دارد. این ویژگی ها باعث شده اند که منیزیم و آلیاژهای آن به عنوان موادی پرکاربرد و استراتژیک تلقی شوند. پیش تر نقش منیزیم بر خوردگی را بررسی کردیم. در این بخش به بیان ویژگی های منیزیم در صنعت ریخته‌گری می پردازیم:
سبک بودن منیزیم و
منیزیم یکی از سبکترین فلزات مورد استفاده در صنایع ریخته گری است و چگالی بسیار پایینی نسبت به سایر فلزات دارد. چگالی منیزیم تقریباً برابر 1.74 گرم بر سانتیمتر مکعب است، در حالی که فولاد و آلومینیوم چگالی بسیار بیشتری دارند.
قابلیت ریخته گری مطلوب
منیزیم دارای نقطه ذوب پایین (ایجاد ذوب در دمای حدود 650 درجه سانتیگراد) و جریان پذیری خوبی در حالت مذاب است که آن را به ماده ای مناسب برای فرآیند ریخته گری تبدیل می کند. این ویژگی ها موجب می شود که منیزیم در حین فرایند ریخته گری به راحتی در قالب ها جریان یابد و قطعات دقیق با هندسه پیچیده تولید گردد.
مقاومت مناسب در برابر خوردگی
یکی دیگر از ویژگی های مهم منیزیم در صنعت ریخته گری، مقاومت بالای آن در برابر خوردگی است. همانطور که در بخش نقش منیزیم بر خوردگی بیان کردیم، اکسید منیزیم که به طور طبیعی بر روی سطح این فلز تشکیل می شود، یک لایه محافظ قوی است که از سطح فلز در برابر عوامل خورنده مانند اکسیژن، رطوبت و مواد شیمیایی محافظت می کند.
نقش منیزیم بر خوردگی : توانایی آلیاژسازی بالا
منیزیم قابلیت آلیاژسازی با انواع فلزات مانند آلومینیوم، روی، مس، سیلیکون و لیتیم را دارد. این ویژگی موجب می شود که طیف گسترده ای از آلیاژهای منیزیم، هرکدام با خواص مخصوص، برای کاربردهای متنوع در صنایع مختلف ایجاد گردند.
خاصیت میرایی ارتعاش
منیزیم و آلیاژهای آن ویژگی منحصر به فردی در کاهش ارتعاشات دارند. این خاصیت به دلیل وجود ساختار ویژه منیزیم در سطح اتمی رخ می دهد و سبب می شود که قطعات ساخته شده از این فلز در مقابل ارتعاشات مکانیکی بسیار مقاوم باشند.
هدایت حرارتی مطلوب و نقش منیزیم بر خوردگی
منیزیم از هدایت حرارتی مناسبی برخوردار است که این خاصیت کاربردهای فراوانی در تجهیزات خنک کننده، تولید قطعات موتوری و دیگر موارد صنعتی دارد. هدایت حرارتی خوب نه تنها به دفع گرما کمک می کند، بلکه باعث افزایش پایداری قطعات در دماهای بالا نیز می شود.
پایداری مکانیکی در دماهای بالا
یکی دیگر از ویژگی های برجسته منیزیم و ، پایداری خواص مکانیکی در دماهای بالا است. برخلاف بسیاری از فلزات دیگر که با افزایش دما عملکرد مکانیکی خود را از دست می دهند، منیزیم می تواند مقاومت خوبی در برابر تغییرات حرارتی نشان دهد.
آلیاژهای منیزیم و کاربرد آنها در صنایع ریخته گری
آلیاژهای منیزیم کاربردهای گسترده ای در صنایع مختلف دارند. بسته به اینکه چه عناصری به منیزیم افزوده گردد، خواص متفاوتی حاصل می شود که کاربردهای خاصی را به همراه خواهد داشت:
آلیاژهای منیزیم آلومینیوم
آلومینیوم یکی از مهمترین عناصر آلیاژی در ترکیب با منیزیم است و نقش به سزایی در بهبود خواص مکانیکی و شیمیایی آلیاژ دارد. از این آلیاژ در خودروسازی برای ساخت قطعات موتور و قاب داخلی خودرو و در هوافضا برای تولید اجزای سبک هواپیما استفاده می شوند.
آلیاژهای منیزیم روی
روی یکی از عناصر آلیاژی مهم در ترکیب با منیزیم است که خواص مکانیکی آلیاژ را بهبود می بخشد. پایداری آلیاژهای منیزیم در برابر خوردگی باعث شده تا از آنها برای کاربردهایی که نیاز به سختی بالا، پایداری مکانیکی و مقاومت شیمیایی دارند، استفاده شود.
آلیاژهای منیزیم لیتیم
لیتیم به عنوان سبکترین عنصر شیمیایی، هنگامی که با منیزیم ترکیب شود، آلیاژهایی بسیار سبک با چگالی پایین تر از هر نوع آلیاژ دیگر ایجاد می کند. این نوع آلیاژها به دلیل وزن بسیار کم، در کاربردهای خاص و پیشرفته مثل هوافضا و نظامی مورد استفاده قرار می گیرند
تأثیر منیزیم بر خوردگی در فرآیندهای ریخته گری
فرآیندهای ریخته گری شامل مجموعه ای از فعالیت ها است که ساختار آلیاژهای تولیدی و عملکرد آنها را در کاربرد نهایی تعیین می کند. حضور منیزیم در این فرآیندها می تواند تاثیرات متعددی بر مقاومت خوردگی آلیاژ ریخته شده داشته باشد. نقش منیزیم بر خوردگی در فرآیندهای ریخته گری شامل موارد زیر می شود:
کنترل ساختار دانه ها
یکی از چالش های اصلی در فرآیند ریخته گری، رشد دانه های بزرگ و تخلخل در ساختار آلیاژ است. منیزیم با تنظیم اندازه دانه ها و جلوگیری از رشد آنها به ایجاد ساختاری ریزدانه و همگن کمک می کند که این امر در کاهش خوردگی تاثیر بسزایی دارد.
اصلاح ترکیب شیمیایی سطح
هنگامی که منیزیم در فرآیند ریخته گری به آلیاژ اضافه می شود، تشکیل لایه اکساید منیزیم بعد از ریخته گری، عاملی محافظ بر روی سطح آلیاژ است که از تماس عوامل خورنده با فلز پایه جلوگیری می کند. این امر تاثیر منیزیم در افزایش مقاومت به خوردگی در فلزات را نشان می دهد.
نقش منیزیم بر خوردگی : کاهش خوردگی گالوانیکی
در بسیاری از موارد، حضور منیزیم در آلیاژها به کاهش تاثیرات خوردگی گالوانیکی کمک می نماید. این نوع خوردگی می تواند در آلیاژهای ریخته شده حاوی چندین عنصر مختلف به سرعت رخ دهد، اما وجود منیزیم این روند را کندتر می کند.
نقش منیزیم در مقاومت خوردگی آلیاژهای ریخته گری چیست؟
در بخش های قبل، نقش منیزیم بر خوردگی را بررسی کردیم. اما برای بهره گیری بهتر از تاثیر منیزیم بر خواص ضد خوردگی در ریخته گری و مقاوم تر کردن این آلیاژها، چندین استراتژی وجود دارد:
• کنترل درصد وزنی منیزیم: یکی از عوامل کلیدی در مقاومت خوردگی، میزان حضور منیزیم در آلیاژها است. برای بهره مندی از نقش منیزیم در کاهش خوردگی آلیاژهای ریخته گری، این مقدار باید به دقت محاسبه شود تا تعادل میان خواص مکانیکی و شیمیایی برقرار گردد.
• ترکیب با عناصر بهبود دهنده: افزودن عناصری مانند روی، سیلیکون یا لیتیوم به منیزیم می تواند مقاومت در برابر خوردگی را نسبت به محیط های خاص افزایش دهد.
• استفاده از فرآیندهای پیشرفته ریخته گری: مانند ریخته گری دقیق و ریخته گری فشار بالا که منجر به تولید آلیاژهایی با ساختار بسیار ریزدانه می شود.
• اصلاح سطحی پس از فرآیند ریخته گری: انجام عملیات سطحی مانند اکسیداسیون آنودیک یا پوشش دهی سطحی بر روی آلیاژهای منیزیم می تواند مقاومت خوردگی را به طور قابل توجهی افزایش دهد.
خرید شمش منیزیم خالص
حال که با نقش منیزیم بر خوردگی آشنا شدید، بهتر است بدانید برای دستیابی به نتایج مطلوب در فرآیند ریخته گری و تولید قطعات مقاوم به خوردگی، انتخاب منیزیم خالص و با کیفیت اهمیت بسیاری دارد. خوشبختانه ما در مجموعه سپهر آلیاژ تمام تلاش خود را به کار برده ایم تا چنین محصول با کیفیت و خالصی را برایتان تامین کنیم.
برای اطلاع از قیمت ها کافیست با مشاورین فروش مجموعه ما در ارتباط باشید.