Magnezyum Part 2

Alaşım Elementlerinin Etkisi

Magnezyumun mekanik özelliklerini arttırmak amacıyla alaşım elementleri ilavesi yapılarak katı ergiyik sertleşmesinden yararlanılır. Böylece çok yüksek mukavemet/ağırlık oranı elde etmek mümkündür. Bunun dışında bir başka sertleştirme mekanizması ise çökelti sertleştirmesidir. Bir elementin diğerinin kafesi içerisinde çözünmesinin belli başlı koşulları vardır elbette. Bunlar atom çapı, kafes yapısı uygunluğu, iki atom arasındaki çapın %15’i aşmaması gibi… Magnezyum da birçok elementi kafes içerisinde çözer, çözemediğini de çökelti –intermetalik faz- oluşturur.

Alüminyum

Alüminyum Mg için ana alaşım elementlerindendir diyebiliriz. Döküm kabiliyetinden çekme dayanımına, sertliğine kadar magnezyumun birçok özelliğini iyileştirir fakat sünekliğini ve tokluğunu düşürür. Al12Mg17 intermetalik fazını oluşturur ve ısıl işlem kabiliyetini arttırır.

Çinko

Çökelti sertleşmesine katkıda bulunan bir element de çinkodur. Fakat tane sınırlarında çökeldiği için sıcak yırtılmaya neden olabilir. Bu nedenle kullanımı %2 ile sınırlıdır. Çinko malzemenin korozyon direncini de arttırır. Ayrıca tane sınırındaki ötektik miktarını arttırarak alaşımın katılaşma sıcaklığını düşürür.

Mangan

Daha çok korozyon direncine etkisi olduğu için eklenir. Bunun dışında sürünme direncini arttırır. Yani yüksek sıcaklıklarda mukavemetin düşmesi engellenir.

Kurşun

Magnezyum kafesinde %45 oranlarına kadar çok yüksek miktarlarda çözünebilir ve Al12Mg17 bileşiğinin incelmesinde katkıda bulunur. Bu da daha yüksek mukavemet anlamına gelir. Ayrıca Mg2Pb intermetalik fazını da oluşturur.  

Silisyum

Eğer alaşımda Fe varsa korozyon direncini azaltacak etkide bulunacaktır. Fakat yüksek sıcaklıkta dayanımın artması Si sayesinde olur. (Bir diğeri Mn) Mg2Si intermetalik fazını oluşturur.

Kalay

Alaşımın sünekliğini ve işlenebilirliğini arttırır. Mg2Sn intermetalik fazını oluşturur.

Titanyum

Magnezyum kafesi içerisinde çok az çözünür fakat tane inceltici etkisi vardır.

Zirkonyum

Titanyum gibi tane inceltici etkisi vardır. Zn, RE (Toprak Alkali Elementler), Th içeren Mg alaşımlarında özellikle bu nedenden dolayı kullanılmaktadır.

Bakır

Dökülebilirliği arttırır. Korozyon direncini düşürür. Sürünmeyi arttırır. (Mn, Si)

Magnezyum Part 1

Genel Özellikleri

Magnezyum hafif, otomobil sektöründen elektronik sektörüne birçok alanda kullanılmakta olan, özel alaşımlama ile birçok özelliğin arttırıldığı bir malzemedir. Saf haldeki elementin özellikleri;

Atom Numarası	12
Kaynama Noktası	1090 °C
Ergime Noktası	650°C
Yoğunluk	1.74g/cm3
Kristal Yapısı	Hekzagonal sıkı paket
Çekme Dayanımı	80-180 Mpa
Young Modülü	45 GPa

Mg üretimi iki şekildedir ve hammaddeleri, magnezit (MgCO3), dolomit (MgCa (CO3)2), karnolit (K2MgCl4.6H2O) veya doğal/yapay yeraltı ve tuzlu sularıdır.

Alaşımları ve Sınıflandırma

ASTM sistemine göre standartlandırılmış magnezyum iki hark ve iki rakam ile ifade edilir. İlk ikisi harftir ve o alaşımda sırasıyla en fazla olan elementleri söyler. Daha sonra gelen sayılar ise yine o alaşımların miktarını en yakın tam sayıya yuvarlamış halidir. Örnek; AZ91

Buna göre bu alaşımda en fazla Al ardından Zn bulunuyor ve miktarları sırasıyla %9 ve %1.

A	C	D	E	H	K	L	M	Z
Al	Cu	Cd	RE	Tr	Zr	Li	Mn	Zn

Kullanım Alanları

Magnezyumun en büyük avantajı Al ve çelikten daha hafif olmasıdır. Fakat bu nedenden dolayı saf halde kullanılması dayanımının düşük olması bağlamında imkânsızdır. Böylece magnezyum alaşımlandırılmış ve ısıl işlemlere tabii tutularak kullanılmıştır. Örneğin Al-Mg-Zn alaşımı korozyona karşı dirençlidir ve yapısal uygulamalarda kullanılmaktadır.

Tabii hafifliğinin ön plana çıkması ile Al ve çelikten daha yüksek özgül mukavemete sahip olması büyük bir avantajdır ki bugün otomobil, uzay ve havacılık, elektronik, savunma sektörü gibi birçok sektörde magnezyum ve alaşımları kullanılmaktadır.

Otomotiv sektörü bugün gittikçe hafif ve bir o kadar dayanımı yüksek malzeme kullanımı konusunda israrcı diyebiliriz çünkü böyle bir malzeme beraberinde düşük yakıt oranlarını getiriyor. Yakıt ekonomisine katkıda bulunan magnezyum ve alaşımlarından özellikle bir tanesi ön plana çıkıyor ki bu alaşım hem dökülebilirliği kolay olduğundan hem korozyona karşı güçlü direnci olmasından hem de yüksek dayanımından dolayı tercih sebebidir. AZ91 yani Al-Mg-Zn alaşımı yukarıda ki resimde de gördüğünüz gibi tekerlek jantından direksiyona kadar birçok otomotiv parçasını oluşturur.

Kısacası tüm AZ serisi yani Al-Mg-Zn serisi hafifliği ve dayanımı ile öne çıkar ve sadece otomotiv sektöründe değil havacılık, kamera, bilgisayar, mobil telefonlarda da kullanılır. AM serisi ise yani Al-Mg-Mn alaşımı yüksek toklukları ve enerji absorblama özellikleri ile ön plana çıkarlar ve yine otomotiv sektöründe kullanılırlar.

Süper hafif Mg-Li alaşımı ise bilgisayar elemanı olarak özellikle plastik malzemelerin yerine kullanılan malzemelerdir. Yukardaki kamera kutusu ve cep telefonu kutuları da döküm ile üretilmiş Mg-Li alaşımıdır.