मैग्नीशियम मिश्र: अनुप्रयोग, वर्गीकरण और गुण

2024 लेखक: Howard Calhoun | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-17 10:28

मैग्नीशियम मिश्र धातुओं में कई अद्वितीय भौतिक और रासायनिक गुण होते हैं, जिनमें से मुख्य कम घनत्व और उच्च शक्ति हैं। मैग्नीशियम के अतिरिक्त सामग्री में इन गुणों का संयोजन उच्च शक्ति विशेषताओं और कम वजन वाले उत्पादों और संरचनाओं का उत्पादन करना संभव बनाता है।

मैग्नीशियम विशेषताएँ

मैग्नीशियम का औद्योगिक उत्पादन और उपयोग अपेक्षाकृत हाल ही में शुरू हुआ - केवल लगभग 100 साल पहले। इस धातु का द्रव्यमान कम है, क्योंकि इसमें अपेक्षाकृत कम घनत्व (1.74 ग्राम / सेमीᶟ), हवा, क्षार, फ्लोरीन और खनिज तेल युक्त गैसीय मीडिया के लिए अच्छा प्रतिरोध है।

इसका गलनांक 650 डिग्री है। यह हवा में सहज दहन तक उच्च रासायनिक गतिविधि की विशेषता है। शुद्ध मैग्नीशियम की तन्य शक्ति 190 एमपीए है, लोचदार मापांक 4,500 एमपीए है, और सापेक्ष बढ़ाव 18% है। धातु में उच्च भिगोने की क्षमता होती है (प्रभावी रूप से लोचदार कंपन को अवशोषित करता है), जो इसे प्रदान करता हैउत्कृष्ट सदमे सहिष्णुता और गुंजयमान घटना के प्रति संवेदनशीलता में कमी।

इस तत्व की अन्य विशेषताओं में अच्छी तापीय चालकता, थर्मल न्यूट्रॉन को अवशोषित करने की कम क्षमता और परमाणु ईंधन के साथ बातचीत शामिल है। इन गुणों के संयोजन के कारण, मैग्नीशियम परमाणु रिएक्टरों के उच्च तापमान तत्वों के भली भांति बंद करके सील किए गए गोले बनाने के लिए एक आदर्श सामग्री है।

मैग्नीशियम विभिन्न धातुओं के साथ अच्छी तरह से मिश्रित होता है और मजबूत कम करने वाले एजेंटों में से एक है, जिसके बिना मेटलोथर्मिक प्रक्रिया असंभव है।

अपने शुद्ध रूप में, यह मुख्य रूप से एल्यूमीनियम, टाइटेनियम और कुछ अन्य रासायनिक तत्वों के साथ मिश्र धातुओं में मिश्र धातु के अतिरिक्त के रूप में उपयोग किया जाता है। लौह धातु विज्ञान में, मैग्नीशियम का उपयोग स्टील और कास्ट आयरन के गहरे डिसल्फराइजेशन के लिए किया जाता है, और बाद के गुणों को ग्रेफाइट गोलाकार द्वारा सुधारा जाता है।

मैग्नीशियम और मिश्रधातु के योजक

मैग्नीशियम-आधारित मिश्र धातुओं में उपयोग किए जाने वाले सबसे आम मिश्र धातु में एल्यूमीनियम, मैंगनीज और जस्ता जैसे तत्व शामिल हैं। एल्यूमीनियम के माध्यम से, संरचना में सुधार होता है, सामग्री की तरलता और ताकत बढ़ती है। जस्ता की शुरूआत भी कम अनाज के आकार के साथ मजबूत मिश्र धातु प्राप्त करना संभव बनाती है। मैंगनीज या जिरकोनियम की मदद से मैग्नीशियम मिश्र धातुओं का संक्षारण प्रतिरोध बढ़ जाता है।

जस्ता और जिरकोनियम मिलाने से धातु के मिश्रण की ताकत और लचीलापन बढ़ता है। और कुछ दुर्लभ पृथ्वी की उपस्थितितत्व, जैसे कि नियोडिमियम, सेरियम, यट्रियम, आदि, गर्मी प्रतिरोध में उल्लेखनीय वृद्धि और मैग्नीशियम मिश्र धातुओं के यांत्रिक गुणों को अधिकतम करने में योगदान करते हैं।

1.3 से 1.6 g/mᶟ के घनत्व के साथ अल्ट्रा-लाइट सामग्री बनाने के लिए, लिथियम को मिश्र धातुओं में पेश किया जाता है। यह योजक एल्यूमीनियम धातु के मिश्रण की तुलना में उनके वजन को आधे से कम करना संभव बनाता है। साथ ही, उनके प्लास्टिसिटी, तरलता, लोच और विनिर्माण क्षमता के संकेतक उच्च स्तर तक पहुंच जाते हैं।

मैग्नीशियम मिश्र धातुओं का वर्गीकरण

मैग्नीशियम मिश्र धातुओं को कई मानदंडों के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है। यह है:

• प्रसंस्करण विधि के अनुसार - ढलाई और विकृत करने के लिए;
• गर्मी उपचार के प्रति संवेदनशीलता की डिग्री के अनुसार - गर्मी उपचार द्वारा गैर-कठोर और कठोर में;
• गुणों और अनुप्रयोगों द्वारा - गर्मी प्रतिरोधी, उच्च शक्ति और सामान्य प्रयोजन मिश्र धातुओं के लिए;
• मिश्र धातु प्रणाली के अनुसार - गैर-कठोर और गर्मी-कठोर गढ़ा मैग्नीशियम मिश्र धातुओं के कई समूह हैं।

कास्टिंग मिश्र

इस समूह में मैग्नीशियम के अतिरिक्त मिश्र धातु शामिल हैं, जिन्हें आकार की ढलाई द्वारा विभिन्न भागों और तत्वों के उत्पादन के लिए डिज़ाइन किया गया है। उनके पास विभिन्न यांत्रिक गुण हैं, जिसके आधार पर उन्हें तीन वर्गों में बांटा गया है:

• मध्यम ताकत;
• उच्च शक्ति;
• गर्मी प्रतिरोधी।

रासायनिक संरचना के संदर्भ में, मिश्र धातुओं को भी तीन समूहों में बांटा गया है:

• एल्यूमीनियम + मैग्नीशियम + जिंक;
• मैग्नीशियम + जिंक + जिरकोनियम;
• मैग्नीशियम + दुर्लभ पृथ्वीएलिमेंट्स + जिरकोनियम।

मिश्र धातुओं की ढलाई के गुण

इन तीन समूहों के उत्पादों में सर्वश्रेष्ठ कास्टिंग गुणों में एल्यूमीनियम-मैग्नीशियम मिश्र धातुएं हैं। वे उच्च शक्ति सामग्री (220 एमपीए तक) के वर्ग से संबंधित हैं, इसलिए वे यांत्रिक और थर्मल भार के तहत काम कर रहे विमान, कारों और अन्य उपकरणों के लिए इंजन भागों के निर्माण के लिए सबसे अच्छा विकल्प हैं।

ताकत विशेषताओं को बढ़ाने के लिए, एल्यूमीनियम-मैग्नीशियम मिश्र धातुओं को भी अन्य तत्वों के साथ मिश्रित किया जाता है। लेकिन लोहे और तांबे की अशुद्धियों की उपस्थिति अवांछनीय है, क्योंकि इन तत्वों का मिश्र धातुओं की वेल्डेबिलिटी और संक्षारण प्रतिरोध पर नकारात्मक प्रभाव पड़ता है।

कास्ट मैग्नीशियम मिश्र धातुओं को विभिन्न प्रकार की पिघलने वाली भट्टियों में तैयार किया जाता है: रिवरबेरेटरी भट्टियां, गैस के साथ क्रूसिबल भट्टियां, तेल या इलेक्ट्रिक हीटिंग, या क्रूसिबल इंडक्शन भट्टियां।

मेल्टिंग और कास्टिंग के दौरान दहन को रोकने के लिए विशेष फ्लक्स और एडिटिव्स का उपयोग किया जाता है। कास्टिंग का निर्माण रेत, प्लास्टर और शेल मोल्ड्स में ढलाई, दबाव में और निवेश मॉडल का उपयोग करके किया जाता है।

मिश्र धातु

कास्ट मिश्र धातुओं की तुलना में, गढ़ा मैग्नीशियम मिश्र अधिक मजबूत, अधिक नमनीय और सख्त होते हैं। इनका उपयोग रोलिंग, प्रेसिंग और स्टैम्पिंग द्वारा ब्लैंक के उत्पादन के लिए किया जाता है। उत्पादों के गर्मी उपचार के रूप में, 350-410 डिग्री के तापमान पर सख्त का उपयोग किया जाता है, इसके बाद बिना उम्र बढ़ने के मनमाने ढंग से ठंडा किया जाता है।

गर्म होने परऐसी सामग्रियों के प्लास्टिक गुणों में वृद्धि होती है, इसलिए मैग्नीशियम मिश्र धातुओं का प्रसंस्करण दबाव और उच्च तापमान पर किया जाता है। बंद मरने के माध्यम से प्रेस के तहत 280-480 डिग्री पर मुद्रांकन किया जाता है। कोल्ड रोलिंग में, बार-बार मध्यवर्ती पुन: क्रिस्टलीकरण एनीलिंग किए जाते हैं।

मैग्नीशियम मिश्र धातुओं को वेल्डिंग करते समय, उत्पाद सीम की ताकत उन क्षेत्रों में कम हो सकती है जहां वेल्डिंग किया गया था, इस तरह की सामग्रियों की अति ताप करने की संवेदनशीलता के कारण।

मैग्नीशियम मिश्र धातुओं के अनुप्रयोग के क्षेत्र

विभिन्न अर्द्ध-तैयार उत्पाद - सिल्लियां, स्लैब, प्रोफाइल, शीट, फोर्जिंग आदि मिश्र धातुओं की ढलाई, विरूपण और गर्मी उपचार द्वारा निर्मित होते हैं। इन रिक्त स्थान का उपयोग आधुनिक तकनीकी उपकरणों के तत्वों और भागों के उत्पादन के लिए किया जाता है, जहां संरचनाओं की वजन दक्षता (कम वजन) उनकी ताकत विशेषताओं को बनाए रखते हुए प्राथमिकता भूमिका निभाती है। एल्यूमीनियम की तुलना में, मैग्नीशियम 1.5 गुना हल्का और स्टील की तुलना में 4.5 गुना हल्का होता है।

वर्तमान में, एयरोस्पेस, ऑटोमोटिव, सैन्य और अन्य उद्योगों में मैग्नीशियम मिश्र धातुओं का उपयोग व्यापक रूप से किया जाता है, जहां उनकी उच्च लागत (कुछ ग्रेड में काफी महंगे मिश्र धातु तत्व होते हैं) को आर्थिक दृष्टिकोण से उचित ठहराया जाता है अधिक टिकाऊ, तेज, शक्तिशाली और सुरक्षित उपकरण बनाने की संभावना जो उच्च तापमान के संपर्क में आने सहित चरम स्थितियों में प्रभावी ढंग से काम कर सके।

अपनी उच्च विद्युत क्षमता के कारण, ये मिश्र धातुएं संरक्षक बनाने के लिए इष्टतम सामग्री हैं जो स्टील संरचनाओं, जैसे कार के पुर्जे, भूमिगत संरचनाएं, तेल प्लेटफॉर्म, समुद्री जहाजों आदि को होने वाली जंग प्रक्रियाओं से विद्युत रासायनिक सुरक्षा प्रदान करती हैं। नमी, ताजे और समुद्री जल के प्रभाव में।

मैग्नीशियम के अतिरिक्त मिश्र धातुओं का उपयोग विभिन्न रेडियो इंजीनियरिंग प्रणालियों में भी किया गया है, जहां उनका उपयोग विद्युत संकेतों को विलंबित करने के लिए अल्ट्रासोनिक लाइनों के लिए ध्वनि नलिकाएं बनाने के लिए किया जाता है।

निष्कर्ष

आधुनिक उद्योग अपनी ताकत, पहनने के प्रतिरोध, संक्षारण प्रतिरोध और विनिर्माण क्षमता के मामले में सामग्रियों पर हमेशा उच्च मांग रखता है। मैग्नीशियम मिश्र धातुओं का उपयोग सबसे आशाजनक क्षेत्रों में से एक है, इसलिए मैग्नीशियम के नए गुणों की खोज और इसके आवेदन की संभावनाओं से संबंधित अनुसंधान बंद नहीं होते हैं।

वर्तमान में, विभिन्न भागों और संरचनाओं के निर्माण में मैग्नीशियम-आधारित मिश्र धातुओं का उपयोग उनके वजन को लगभग 30% तक कम करना और तन्य शक्ति को 300 एमपीए तक बढ़ाना संभव बनाता है, लेकिन, वैज्ञानिकों के अनुसार, यह इस अनूठी धातु की सीमा से बहुत दूर है।