Magnezyum Alaşımlarının Uygulamaları

Magnezyum alaşım uygulamalarına giriş

Magnezyum alaşımı geliştirmeleri, geleneksel olarak, hafif malzemelerin giderek daha zorlu koşullarda çalışması için havacılık endüstrisi gereksinimleri tarafından yönlendirildi.Magnezyum alaşımları, alüminyumun sadece üçte ikisi olan düşük yoğunlukları nedeniyle tasarımcılar için her zaman çekici olmuştur.Bu, magnezyum alaşımlı dökümlerin ve dövme ürünlerin yaygın kullanımında önemli bir faktör olmuştur.

Son yıllarda bir başka gereklilik de üstün korozyon performansı olmuştur ve yeni magnezyum alaşımları için çarpıcı gelişmeler gösterilmiştir.Mekanik özelliklerdeki ve korozyon direncindeki gelişmeler, havacılık ve özel uygulamalar için magnezyum alaşımlarına daha fazla ilgi gösterilmesine yol açmıştır ve alaşımlar artık McDonnell Douglas MD 500 helikopteri gibi programlarda belirlenmektedir.

Havacılıkta Magnezyum alaşımları

Uzun yıllar boyunca RZ5 alaşımı, düşük yoğunluk ve iyi mekanik özelliklerin birleşiminden dolayı helikopter transmisyon gövdeleri için tercih edilen malzeme olmuştur.Ancak daha yakın zamanlarda, bakımlar arasında daha uzun aralıklar ve dolayısıyla geliştirilmiş korozyon özellikleri gereksinimi, üreticilerin malzeme seçimini yeniden gözden geçirmesine neden oldu.

Geçmişte, RZ5 genellikle dişli kutusu muhafazaları için kullanılıyordu, ancak birçok yeni program, ana rotor dişli kutusu dökümleri dahil olmak üzere WE43'ü kullanacak.Bu uygulama için, WE43'ün olağanüstü korozyon direnci için bir alüminyum şanzıman kullanılacaktı.Eurocopter EC 120 ve NH90 helikopterleri de WE43 şanzıman muhafazaları ile uçtu ve WE43, Sikorsky S92 için belirtildi.WE43 için daha fazla başvuru, gelecekte hem yeni programlarda hem de eski helikopterlerde RZ5'in yerini alacak.

RZ5, ZRE1, MSR ve EQ21 alaşımları, uçak motoru ve şanzıman muhafazalarında yaygın olarak kullanılmaktadır.Bu, muhtemelen WE43'ün korozyon ve yüksek sıcaklık özellikleri nedeniyle giderek daha fazla kullanılmasına rağmen devam edecektir.Türbin motorları için ara kompresör muhafazaları gibi çok büyük magnezyum dökümler yapılabilir.Bunlara, 130 kg ağırlığındaki MSR'deki Rolls Royce Tay kasası ve RZ5'teki BMW Rolls Royce BR710 kasası dahildir.Diğer havacılık uygulamaları, MSR veya RZ5'te yardımcı dişli kutuları (F16, Eurofighter 2000, Tornado), jeneratör gövdeleri (MSR veya EQ21'de A320 Airbus, Tornado ve Concorde) ve genellikle RZ5'te kanopiler içerir.

Magnezyum alaşımlı dövme parçalar, Westland Sea King helikopteri ve uçak tekerlekleri için kritik dişli kutusu parçaları da dahil olmak üzere, her ikisi de ZW3'te olmak üzere havacılık uygulamalarında da kullanılmaktadır.Dövme magnezyum parçalar da aero motor uygulamalarında kullanılmaktadır.Gelecekte, magnezyum dövmelerin daha yüksek sıcaklık uygulamalarında kullanılması muhtemeldir.

Magnezyum Otomotiv Parçalarının İmalatında Neden Kullanılıyor?

Araç ağırlığındaki kalıcı azalma, otomotiv yakıt verimliliğini artırmak için mevcut en önemli araçlardan biridir.Ağırlığı önemli ölçüde azaltmak için yüksek mukavemetli çelikler, alüminyum (Al) ve polimerler halihazırda kullanılıyor, ancak magnezyum (Mg) ve alaşımlarının daha sık kullanılmasıyla daha fazla önemli ağırlık azalmaları sağlanabilir.Magnezyum alaşımları şu anda otomobil parçaları için nispeten küçük miktarlarda kullanılmaktadır, çoğunlukla dökümlerle sınırlıdır, örneğin aşağıda daha ayrıntılı olarak özetlendiği gibi muhafazalar.

Konvansiyonel binek araçlar için, üretim anından kullanılmadığı veya hurdaya ayrıldığı ana kadar kullanılan toplam yaşam süresi enerji tüketiminin yaklaşık %90'ı, kendi ağırlığını ve etrafındaki kişileri taşıyarak tüketilir.Bu nedenle, ağırlık azaltma, otomotiv yakıt verimliliğini artırmanın en büyük zorluklarından biridir.

Otomotiv Mühendisliği ve Motor Yarışlarında Magnezyum alaşımları

Magnezyum alaşımlarının otomotiv imalatında kullanımı, şu anda nispeten düşük mekanik yükler taşıyan otomobil uygulamalarına uygulanabilirlik üzerine uygulanan çoğu uygulamalı araştırma çabasıyla umut vericidir.

Görünür bir maliyet cezasına rağmen, şu anda bir dizi otomotiv gövdesinde, şasisinde ve güç aktarma organlarında özellikle magnezyum dökümler kullanılmaktadır.Daha spesifik olarak, metal ağırlıklı olarak dört tekerlekten çekişli transfer kutuları, şanzıman kutuları, motor kızakları, direksiyon simidi bileşenleri, koltuklar ve gösterge panelleri dahil olmak üzere döküm parçalarda kullanılır.Magnezyum bol miktarda bulunur ve çeliğin ağırlığının yaklaşık dörtte biri ve alüminyumun ağırlığının üçte ikisi kadar olmasına rağmen, işleme sorunlarına neden olabilir.

Motor yarışlarında, RZ5 genellikle şanzıman muhafazaları için kullanılır, ancak MSR/EQ21 alaşımları da üstün ortam sıcaklığı özellikleri veya artan çalışma sıcaklıkları nedeniyle giderek daha fazla kullanılmaktadır.RZ5 jantların, zorlu yarış koşullarında Mg-Al-Zn alaşım jantlardan önemli ölçüde daha iyi performansa sahip olduğu gösterilmiştir.Yarış motorlarının yüksek çalışma sıcaklığı nedeniyle, WE54 dökümleri çeşitli Formula 1 motor parçaları için kullanılmıştır ve sınırlı sayıda üretilen bir yol otomobilinin motor bileşenleri için kullanılmaktadır.Dövme WE54 pistonları, motor yarışları için büyük bir gelecek potansiyeli sunar ve diğer dövme ürünler için başka uygulamalar da olacaktır.

Magnezyum alaşımları, hafifliğin önemli bir avantaj olduğu diğer birçok mühendislik uygulamasında da kullanılmaktadır.Magnezyum-zirkonyum alaşımları, kum veya hassas döküm veya ekstrüzyon veya dövme ile dövme ürünler ile işlendiklerinde nispeten düşük hacimli uygulamalarda kullanılma eğilimindedir.Başta AZ91 olmak üzere zirkonyum içermeyen alaşımlar ve aynı zamanda diğer alaşımlar, otomotiv ve diğer çeşitli yüksek hacimli uygulamalarda kullanılmaktadır.