Gemischte Legierungsarten und Einstufungen von Magnesiumlegierungen
Magnesiumlegierungen lassen sich in Mg-Al-Zn-Serie (AZ-Serie), Mg-Al-Mn-Serie (AM-Serie), Mg-Zn-Ca-Serie (ZC-Serie), Mg-Re-Zr-Serie (Seltene Erdenmagnesiumlegierungen),wie z. B. WE-Serie) nach dem System der LegierungselementeDie in der Industrie am häufigsten verwendeten Sorten und ihre Leistungsmerkmale sind folgende:
1. Mg-Al-Zn-Serie (AZ-Serie)
Eigenschaften: enthältAluminium (Al) und Zink (Zn)Elemente, ausgezeichnete Gießleistung, ausgewogene Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit und ist das am häufigsten verwendete Gießsystem für Magnesiumlegierungen.
1. AZ91D
Zusammensetzung: Al 8,5 bis 9,5%, Zn 0,45 bis 0,9%, Mn ≥ 0,17% und der Saldo Mg.
Leistungsmerkmale:
Hohe Festigkeit: Die Zugfestigkeit kann 200~220 MPa erreichen, die Leistungsfestigkeit beträgt etwa 100 MPa, geeignet für Bauteile mit mittlerer Last.
Gute Korrosionsbeständigkeit: Aufgrund des hohen Al-Gehalts entsteht auf der Oberfläche leicht eine dichte Al2O3-Oxidfolie, und die Salzsprühbeständigkeit ist besser als bei reinem Magnesium (ca. 100~200 Stunden),aber eine Oberflächenbehandlung ist immer noch erforderlich, um den Schutz zu verbessern.
Verarbeitbarkeit des Gießens: Ausgezeichnete Flüssigkeit, geeignet für komplexe dünnwandige Teile (Mindestwandstärke kann bis zu 1,5 mm betragen), weit verbreitet im Sandgießen,Metallguss und Druckguss.
Typische Anwendungen: Gehäuse für Automobilgetriebe, Lenksäulenstütze, Motorradzylinder, Gehäuse für Elektrowerkzeuge.
2. AZ31B
Zusammensetzung: Al 2,5 bis 3,5%, Zn 0,6 bis 1,4%, Mn ≥ 0,2%, Mg ausgeglichen.
Leistungsmerkmale:
Mittlere Festigkeit: Zugfestigkeit von ca. 170 MPa, gute Plastizität (Verlängerung von 8 bis 12%), geeignet für Teile, die eine bestimmte Zähigkeit erfordern.
Ausgezeichnete Schweißfähigkeit: kann durch TIG- und MIG-Schweißen verbunden werden, häufig für Bauteile, die nachverarbeitet oder montiert werden müssen.
Schwache Korrosionsbeständigkeit: Der Algehalt ist gering und eine Oberflächenbehandlung (z. B. Anodisierung) ist erforderlich.
Typische Anwendungen: Fahrradrahmen, mittlere Rahmen für 3C-Produkte, Halterungen für Medizinprodukte.
2. Mg-Al-Mn-Serie (AM-Serie)
Merkmale: enthält Aluminium (Al) und Mangan (Mn), kein Zn-Element, bessere Korrosionsbeständigkeit und Schweißfähigkeit als AZ-Serie, höhere Plastizität.
1. AM60B
Zusammensetzung: Al 5,6 bis 6,4%, Mn ≥ 0,28%, Balance Mg (kein Zn).
Leistungsmerkmale:
Hohe Zähigkeit und Stoßbeständigkeit: Die Dehnung kann 8~10% erreichen, die Zugfestigkeit beträgt ca. 180 MPa, die Ausfallfestigkeit ca. 85 MPa, geeignet für Szenen mit dynamischen Belastungen oder Stößen.
Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit: Da Mn Verbindungen mit hohem Schmelzpunkt (wie MnFe2Al8) mit Verunreinigungen wie Fe und Ni bildet, wird die Tendenz zur intergranularen Korrosion reduziert.und die Salzspritzbeständigkeit ist etwa 30% höher als bei AZ91D (ca. 150~250 Stunden).
Verarbeitbarkeit des Gießens: Die Flüssigkeit ist etwas niedriger als bei AZ91D, aber die Tendenz zum Heißcracken ist gering.Hochdruckguss wird nicht empfohlen (einfach an der Form festzuhalten).
Typische Anwendungen: Automobilräder, Airbaggehäuse, Skibindungen und Raumfahrtinterieurs.
2. AM50A
Zusammensetzung: Al 4,5 bis 5,3%, Mn ≥ 0,28% und der Saldo ist Mg.
Leistungsmerkmale:
Niedrigerer Al-Gehalt: Die Plastizität wird weiter verbessert (Verlängerung kann 12% erreichen), aber die Festigkeit ist leicht reduziert (Zugfestigkeit beträgt etwa 160 MPa).
Ausgezeichnete Schweißfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit: geeignet für Szenen, die häufiges Schweißen oder Kontakt mit korrosiven Medien erfordern (z. B. Badezimmerhardware, Zubehör für Schiffsausrüstung).
Typische Anwendungen: Schweißbare Bauteile, korrosionsbeständige Ventilteile.
3. andere häufig verwendete Legierungsarten
1. Mg-Zn-Ca-System (ZC63)
Zusammensetzung: Zn 5,5 bis 6,5%, Ca 2,5 bis 3,5%, Mg.
Leistungsmerkmale:
Ausgezeichnete Leistung bei hohen Temperaturen: Die Zugfestigkeit bei 150~200°C beträgt mehr als 70%, was besser ist als bei der AZ/AM-Serie.
Biokompatibilität: Das Ca-Element verleiht ihm abbaubare Eigenschaften und wird im medizinischen Bereich verwendet (z. B. absorbierbare Knochennägel).
Typische Anwendungen: Wärmebeständige Teile von Motoren, biomedizinische Implantate
2Magnesiumlegierung aus seltenen Erden (WE43, WE54)
Zusammensetzung: Enthält seltene Erden (wie Y, Nd) und Zr, wie WE43 enthält Y 2,9~3,5%, Nd 0,4~1,0%, Zr 0,4~1,0%.
Leistungsmerkmale:
Ultraschwere Hitzebeständigkeit: Die Zugfestigkeit kann bei 250°C 180 MPa erreichen, die Oxidationsbeständigkeit ist ausgezeichnet und wird für Luftfahrtmotorteile verwendet.
Starke Kriechfestigkeit: Es ist nicht leicht, sich unter hoher Temperatur und hohem Druck zu verformen, und eignet sich für Turboladergehäuse und Raketenfächer.
Typische Anwendungen: Flugzeugmotorgehäuse, Strukturteile von Raumfahrzeugen.
Auswahllogik
Wenn eine hohe Festigkeit + hohe Gießgenauigkeit (z. B. dünnwandige Komplexteile) erforderlich ist, wählen Sie AZ91D,aber eine entsprechende Oberflächenbehandlung (z. B. Galvanisierung oder Mikrobogenoxidation) ist erforderlich, um die Korrosionsbeständigkeit zu verbessern.
Wenn Sie Schlagfestigkeit + Korrosionsbeständigkeit + Schweißfähigkeit (z. B. bei dynamischen Belastungen oder Teilen, die später verarbeitet werden müssen) benötigen, wählen Sie AM60B,mit einer Breite von mehr als 20 mm,.
Zusammenfassung
Bei der Auswahl der Gießwaren von Magnesiumlegierungen sollten die fünf Kerndimensionen Festigkeit, Zähigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Betriebstemperatur und Gießprozess berücksichtigt werden.AZ91Dund AM60B, als die gängigsten kommerziellen Sorten, dominieren die Szenarien "Hochfestigkeitsguss" bzw. "Hochfestigkeitskorrosionsbeständigkeit", während seltene ErdenMagnesiumlegierungen, Zn-Ca-Serie usw. spielen eine unersetzliche Rolle in speziellen Bereichen (wie hohe Temperaturen und medizinische Behandlung).Mit dem Anstieg der Nachfrage nach Leichtbaufahrzeugen in Industriezweigen wie neuen Energiefahrzeugen und Luftfahrt, hochleistungsfähige Magnesiumlegierungen und ihre Legierungssysteme werden weiter erneuert und verbessert werden.
Gemischte Legierungsarten und Einstufungen von Magnesiumlegierungen
Magnesiumlegierungen lassen sich in Mg-Al-Zn-Serie (AZ-Serie), Mg-Al-Mn-Serie (AM-Serie), Mg-Zn-Ca-Serie (ZC-Serie), Mg-Re-Zr-Serie (Seltene Erdenmagnesiumlegierungen),wie z. B. WE-Serie) nach dem System der LegierungselementeDie in der Industrie am häufigsten verwendeten Sorten und ihre Leistungsmerkmale sind folgende:
1. Mg-Al-Zn-Serie (AZ-Serie)
Eigenschaften: enthältAluminium (Al) und Zink (Zn)Elemente, ausgezeichnete Gießleistung, ausgewogene Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit und ist das am häufigsten verwendete Gießsystem für Magnesiumlegierungen.
1. AZ91D
Zusammensetzung: Al 8,5 bis 9,5%, Zn 0,45 bis 0,9%, Mn ≥ 0,17% und der Saldo Mg.
Leistungsmerkmale:
Hohe Festigkeit: Die Zugfestigkeit kann 200~220 MPa erreichen, die Leistungsfestigkeit beträgt etwa 100 MPa, geeignet für Bauteile mit mittlerer Last.
Gute Korrosionsbeständigkeit: Aufgrund des hohen Al-Gehalts entsteht auf der Oberfläche leicht eine dichte Al2O3-Oxidfolie, und die Salzsprühbeständigkeit ist besser als bei reinem Magnesium (ca. 100~200 Stunden),aber eine Oberflächenbehandlung ist immer noch erforderlich, um den Schutz zu verbessern.
Verarbeitbarkeit des Gießens: Ausgezeichnete Flüssigkeit, geeignet für komplexe dünnwandige Teile (Mindestwandstärke kann bis zu 1,5 mm betragen), weit verbreitet im Sandgießen,Metallguss und Druckguss.
Typische Anwendungen: Gehäuse für Automobilgetriebe, Lenksäulenstütze, Motorradzylinder, Gehäuse für Elektrowerkzeuge.
2. AZ31B
Zusammensetzung: Al 2,5 bis 3,5%, Zn 0,6 bis 1,4%, Mn ≥ 0,2%, Mg ausgeglichen.
Leistungsmerkmale:
Mittlere Festigkeit: Zugfestigkeit von ca. 170 MPa, gute Plastizität (Verlängerung von 8 bis 12%), geeignet für Teile, die eine bestimmte Zähigkeit erfordern.
Ausgezeichnete Schweißfähigkeit: kann durch TIG- und MIG-Schweißen verbunden werden, häufig für Bauteile, die nachverarbeitet oder montiert werden müssen.
Schwache Korrosionsbeständigkeit: Der Algehalt ist gering und eine Oberflächenbehandlung (z. B. Anodisierung) ist erforderlich.
Typische Anwendungen: Fahrradrahmen, mittlere Rahmen für 3C-Produkte, Halterungen für Medizinprodukte.
2. Mg-Al-Mn-Serie (AM-Serie)
Merkmale: enthält Aluminium (Al) und Mangan (Mn), kein Zn-Element, bessere Korrosionsbeständigkeit und Schweißfähigkeit als AZ-Serie, höhere Plastizität.
1. AM60B
Zusammensetzung: Al 5,6 bis 6,4%, Mn ≥ 0,28%, Balance Mg (kein Zn).
Leistungsmerkmale:
Hohe Zähigkeit und Stoßbeständigkeit: Die Dehnung kann 8~10% erreichen, die Zugfestigkeit beträgt ca. 180 MPa, die Ausfallfestigkeit ca. 85 MPa, geeignet für Szenen mit dynamischen Belastungen oder Stößen.
Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit: Da Mn Verbindungen mit hohem Schmelzpunkt (wie MnFe2Al8) mit Verunreinigungen wie Fe und Ni bildet, wird die Tendenz zur intergranularen Korrosion reduziert.und die Salzspritzbeständigkeit ist etwa 30% höher als bei AZ91D (ca. 150~250 Stunden).
Verarbeitbarkeit des Gießens: Die Flüssigkeit ist etwas niedriger als bei AZ91D, aber die Tendenz zum Heißcracken ist gering.Hochdruckguss wird nicht empfohlen (einfach an der Form festzuhalten).
Typische Anwendungen: Automobilräder, Airbaggehäuse, Skibindungen und Raumfahrtinterieurs.
2. AM50A
Zusammensetzung: Al 4,5 bis 5,3%, Mn ≥ 0,28% und der Saldo ist Mg.
Leistungsmerkmale:
Niedrigerer Al-Gehalt: Die Plastizität wird weiter verbessert (Verlängerung kann 12% erreichen), aber die Festigkeit ist leicht reduziert (Zugfestigkeit beträgt etwa 160 MPa).
Ausgezeichnete Schweißfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit: geeignet für Szenen, die häufiges Schweißen oder Kontakt mit korrosiven Medien erfordern (z. B. Badezimmerhardware, Zubehör für Schiffsausrüstung).
Typische Anwendungen: Schweißbare Bauteile, korrosionsbeständige Ventilteile.
3. andere häufig verwendete Legierungsarten
1. Mg-Zn-Ca-System (ZC63)
Zusammensetzung: Zn 5,5 bis 6,5%, Ca 2,5 bis 3,5%, Mg.
Leistungsmerkmale:
Ausgezeichnete Leistung bei hohen Temperaturen: Die Zugfestigkeit bei 150~200°C beträgt mehr als 70%, was besser ist als bei der AZ/AM-Serie.
Biokompatibilität: Das Ca-Element verleiht ihm abbaubare Eigenschaften und wird im medizinischen Bereich verwendet (z. B. absorbierbare Knochennägel).
Typische Anwendungen: Wärmebeständige Teile von Motoren, biomedizinische Implantate
2Magnesiumlegierung aus seltenen Erden (WE43, WE54)
Zusammensetzung: Enthält seltene Erden (wie Y, Nd) und Zr, wie WE43 enthält Y 2,9~3,5%, Nd 0,4~1,0%, Zr 0,4~1,0%.
Leistungsmerkmale:
Ultraschwere Hitzebeständigkeit: Die Zugfestigkeit kann bei 250°C 180 MPa erreichen, die Oxidationsbeständigkeit ist ausgezeichnet und wird für Luftfahrtmotorteile verwendet.
Starke Kriechfestigkeit: Es ist nicht leicht, sich unter hoher Temperatur und hohem Druck zu verformen, und eignet sich für Turboladergehäuse und Raketenfächer.
Typische Anwendungen: Flugzeugmotorgehäuse, Strukturteile von Raumfahrzeugen.
Auswahllogik
Wenn eine hohe Festigkeit + hohe Gießgenauigkeit (z. B. dünnwandige Komplexteile) erforderlich ist, wählen Sie AZ91D,aber eine entsprechende Oberflächenbehandlung (z. B. Galvanisierung oder Mikrobogenoxidation) ist erforderlich, um die Korrosionsbeständigkeit zu verbessern.
Wenn Sie Schlagfestigkeit + Korrosionsbeständigkeit + Schweißfähigkeit (z. B. bei dynamischen Belastungen oder Teilen, die später verarbeitet werden müssen) benötigen, wählen Sie AM60B,mit einer Breite von mehr als 20 mm,.
Zusammenfassung
Bei der Auswahl der Gießwaren von Magnesiumlegierungen sollten die fünf Kerndimensionen Festigkeit, Zähigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Betriebstemperatur und Gießprozess berücksichtigt werden.AZ91Dund AM60B, als die gängigsten kommerziellen Sorten, dominieren die Szenarien "Hochfestigkeitsguss" bzw. "Hochfestigkeitskorrosionsbeständigkeit", während seltene ErdenMagnesiumlegierungen, Zn-Ca-Serie usw. spielen eine unersetzliche Rolle in speziellen Bereichen (wie hohe Temperaturen und medizinische Behandlung).Mit dem Anstieg der Nachfrage nach Leichtbaufahrzeugen in Industriezweigen wie neuen Energiefahrzeugen und Luftfahrt, hochleistungsfähige Magnesiumlegierungen und ihre Legierungssysteme werden weiter erneuert und verbessert werden.
