Магний называют металлом будущего , и ожидается, что мировой спрос вырастет примерно на 1,1 миллиарда долларов в период с 2024 по 2026 год . Его впечатляющее соотношение прочности к весу, литейность, обрабатываемость и демпфирующие качества делают его привлекательным металлом для целого ряда отраслей промышленности, а крупные автопроизводители, такие как Ford и Volkswagen, интегрируют его в свои серийные конструкции.
Функции
Легкий вес и простота литья . Магний считается самым легким конструкционным металлом на Земле. Его плотность составляет 1,7 г/см3, что делает компоненты из сплава на 50–70 % легче, чем стальные, и на 15–30 % легче, чем алюминиевые. Он также является гибким, что упрощает обработку и литье, а также позволяет использовать литье под давлением.
Прочность и амортизация . Несмотря на то, что магний легкий и гибкий, он имеет впечатляющее соотношение прочности и веса. Он также обеспечивает хороший уровень жесткости благодаря своей гексагональной, плотноупакованной кристаллической структуре. Литые магниевые сплавы имеют предел прочности до 280 МПа и предел текучести до 160 МПа . Деформируемые магниевые сплавы обладают еще большей прочностью: предел прочности при растяжении до 360 МПа и предел текучести до 300 МПа. Помимо прочности магний также обладает впечатляющими демпфирующими свойствами, обусловленными высокой подвижностью дислокаций в металле.
Обильный, экологически чистый и пригодный для вторичной переработки. Магний не только самый легкий металл на Земле, но и является одним из наиболее распространенных элементов на его поверхности. Известно, что более 60 различных минералов имеют содержание магния 20% и более, что делает его восьмым по распространенности элементом в земной коре. Магний также на 100% пригоден для вторичной переработки и растворяется естественным путем при утилизации, что делает его одним из самых экологически чистых металлов, отвечающим всем трем критериям.
Применения магния и его сплавов
Автомобильная промышленность
Сочетание легкости, высокой прочности и легкости литья сделало магний широко используемым материалом в автомобильной промышленности. Первоначально его использовали в 1920-х годах для гоночных автомобилей для снижения веса и улучшения управляемости. С тех пор магний стал неотъемлемой частью автомобильного производства , поскольку позволяет повысить топливную экономичность за счет снижения веса.
Аэрокосмическая промышленность
Инженеры аэрокосмической отрасли регулярно пытаются уменьшить вес своих конструкций, одновременно соблюдая требования безопасности компонентов. В свете высокого спроса на высокопроизводительные и легкие материалы все большее распространение получают магниевые сплавы; Трансмиссии вертолетов, электронные корпуса и системы управления полетом используют преимущества легкого веса и высокой прочности материала.
Электроника
Помимо легкости, прочности и устойчивости, магний также обладает электропроводностью и свойствами экранирования от электромагнитных помех . Все эти особенности в совокупности делают магний идеальным выбором материала для электронных устройств, которые хотят заменить такие материалы, как пластик, которые являются неэкологичными и менее эффективными. В результате в конструкции фотоаппаратов, ноутбуков и портативных мультимедийных устройств все чаще используется магний.
Проблемы
Магний подвержен коррозии, поскольку его внешний оксидный слой не может должным образом защитить компоненты в кислой и нейтральной среде , что быстро подвергает металл под ним дальнейшему воздействию. Таким образом, если магний не легирован другими элементами для улучшения его коррозионной стойкости или не защищен поверхностным покрытием, применение магния может быть ограничено.
Тем не менее, даже когда магний сплавлен с алюминием, он остается подверженным коррозии в средах, содержащих диоксид углерода или хлорид натрия. Он также подвержен износу из-за своей низкой твердости и высокой химической активности , что делает его непригодным для длительного использования в условиях сильного износа. Оба этих недостатка делают покрытие поверхности необходимым фактором при включении в конструкции компонентов на основе магния.