17 października 2021


Magnez (Mg), stanowiący 2% masy skorupy ziemskiej, jest jednym z najlżejszych metali o gęstości 1,74 g/cm3; jako czysty pierwiastek cechuje się niewielkimi własnościami wytrzymałościowymi i plastycznymi. Jego zalety, takie jak wysokie ciepło spalania, duża aktywność chemiczna i mała gęstość, powodują, że jest stosowany w pirotechnice, przemyśle chemicznym, energetyce jądrowej i metalurgii [1].

Kazimierz Czechowski, Iwona Wronska

Jako materiał konstrukcyjny sam magnez nie jest stosowany; wykorzystywane są dopiero stopy magnezu, które przy niskiej gęstości (ρ≈1,8 g/cm3) posiadają dużą wytrzymałość właściwą (na rozciąganie ok. 17,2 km), co powoduje, że znajdują zastosowanie tam, gdzie obniżenie masy elementów i podzespołów jest istotne, czyli m.in. w przemyśle motoryzacyjnym i budowy maszyn, w aeronautyce, elektronice i elektrotechnice oraz w budownictwie. Dla porównania, przy tej samej objętości ciężar przedmiotu ze stopu magnezu stanowi ok. 67% ciężaru przedmiotu ze stopu aluminium, ok. 40% ciężaru przedmiotu ze stopu tytanu i zaledwie ok. 23% ciężaru przedmiotu ze stali.

obrobka wykonczeniowa materialow lekkich

Równocześnie wytrzymałość właściwa (na rozciąganie) dla stopu magnezu jest o ok. 16% większa niż dla stopu aluminium (ok. 14,8 km) i o ok. 93% większa niż dla stali (ok. 8,9 km), natomiast jest mniejsza o ok. 23% w porównaniu do stopu tytanu (ok. 22,2 km). Wytrzymałość właściwa podawana jest w jednostkach długości, gdyż stanowi iloraz wytrzymałości i ciężaru właściwego, gdzie dla przypomnienia ciężar właściwy to iloczyn gęstości (masy właściwej) i przyspieszenia ziemskiego. Z kolei sztywność właściwa, stanowiąca iloraz modułu sprężystości podłużnej (modułu Younga) i ciężaru właściwego, w przypadku stopów magnezu, stopów aluminium, stopów tytanu i stali – ma zbliżone wartości; z zakresu od 2444 do 2675 km. Na rozwój zastosowania stopów magnezu wpływ mają także inne ich zalety, jak np. dobra plastyczność, brak agresywności w odniesieniu do materiału formy metalowej i niewielkie ciepło topnienia, czy też wysoka zdolność do tłumienia drgań [1, 2].
Ww. zalety stopów magnezu powodują, że są one coraz częściej stosowane w przemyśle motoryzacyjnym na elementy m.in.: karoserii, silnika, skrzyni biegów, osi przedniej i tylnej, deski rozdzielczej, osłony chłodnicy, kolumny kierownicze i kierownice, wsporniki pedałów itd. W elektronice i elektrotechnice stopy magnezu stosowane są m.in. na obudowy laptopów, telefonów komórkowych, kamer i modemów oraz na korpusy elektronarzędzi, a z kolei w budownictwie stopy magnezu wykorzystywane są na klamki, rygle, zasuwki, łączniki profili i okucia okienne oraz inne elementy konstrukcyjne i akcesoria dekoracyjne [3].

 

cały artykuł dostępny jest w wydaniu 9 (84) wrzesień 2014