ورود به حساب ثبت نام جدید فراموشی کلمه عبور
برای ورود به حساب کاربری خود، نام کاربری و کلمه عبورتان را در زیر وارد کرده و روی “ ورود به حساب” کلیک کنید.





اگر فرم ثبت نام برای شما نمایش داده نمیشود، اینجا را کلیک کنید.









اگر فرم بازیابی کلمه عبور برای شما نمایش داده نمیشود، اینجا را کلیک کنید.





نمایش نتایج: از 1 به 8 از 8
  1. #1
    سینا شریفی
    مدیـــر تالار مهندسی متالورژی
    تاریخ عضویت
    2012/12/08
    نوشته ها
    1,445
    3,296
    3,218

    منیزیم ( معرفی ، استخراج ، آلیاژ ها و... )

    معرفی:

    فلز منیزیم با درجه خلوص بیش از 8/ 99 درصد از نظر تجاری به سهولت قابل دسترس است اما در کارهای مهندسی به ندرت بدون آلیاژشدن با فلزات دیگر مورد استفاده قرار می گردد.
    ساختار شبکه ای هگزاگونال دارد که با توجه به اندازه اتمی آن امکان تشکیل محلول جامد با طیف وسیعی از عناصر متفاوت را فراهم می آورد.
    فلز منیزیم ظرفیت damping بالایی را دارا می باشد.
    مدول الاسیسته آن E=44.7Gpa می باشد.
    قطر اتمی فلز 0.32 nm است ، که از عوامل موثر مطلوب در انحلال عناصر متنوع در منیزیم است.
    بجز کادمیم که تشکیل محلول جامد کامل در منیزیم به ازاء تمام مقادیر کادمیم می دهد، سایر عناصر بصورت محدود در منیزیم حل می شود .


    مزاياي منيزيم و آلياژهاي آن:
    • كمترين چگالي در بين فلزات
    • استحكام بالا
    • قابليت ماشينکاري بسيار بالا
    • قابليت ريخته گري (مناسب براي ريخته گري تحت فشار)
    • هدايت حرارتي بسيار بالا
    • قابليت تراشكاري و فرز كاري
    • قابليت جوشكاري خوب تحت شرايط كنترل شده
    • مقاومت خوردگي بالا با استفاده از منيزيم خالص تر
    • دارا بودن نسبت عالي استحکام به وزن
    • مقاومت خزشي بسيار خوب
    • در دسترس بودن



    معايب منيزيم و آلياژهاي آن :
    • مدول الاستيسيته پايين
    • هزينه بالا
    • پتانسیل الکتریکی پایین
    • قابليت کار سرد ضعيف ( بايد به صورت ريختگي و يا گرم کار مورد استفاده قرار گيرد)
    • shrinkage (از عيوب ريخته گري) زياد در انجماد
    • استحكام و مقاومت خزش محدود در دماهاي بالا
    • واكنش پذيري شيميايي بالا
    • در برخي موارد مقاومت به خوردگي پايين
    • حلاليت المان هاي آلياژي در منيزيم و بهبود خواص مكانيكي و شيميايي به اين روش محدود میشود
    • ساختار hexagonal و محدوديتductility ذاتي (فقط ليتيم باعث تغيير فاز به BBC )


    آلياژهاي منيزيم:
    به طور کلي آلياژهاي منيزيم به دو دسته تقسيم بندي مي شوند:

    1- Cast alloys
    2- Wrought alloys


    نمادگذاری آلیاژهای منیزیم:

    •قاعده بین المللی خاصی برای نماد گذاری و معرفی آلیاژهای منیزیم وجود ندارد.
    •در سیستم اقتباسی از ASTM :
    •دو حرف اول نشان دهنده عناصرآلیاژی اصلی برطبق نمادگذاری زیراست :

    A : آلومینیوم ، B:بیسموت ، C:مس ، D:کادمیم ، E: عناصر کمیاب خاکی ، F :آهن ، G:منیزیم ، H:توریم ، K:زیرکونیوم ، L: لیتیم ، M:منگنز ، N:نیکل ، P:سرب ، Q:نقره ، R:کروم ، S:سیلیسیم ، T:قلع ، W:ایتریم ، R:آنیموان ، Z:روی

    حرف اول نشان دهنده عنصری است که درصد آن در آلیاژ حداکثر می باشد. و اگر مقدار عناصر برابر باشد ، حروف بر طبق ترتیب الفبایی مرتب می شود
    به دنبال حروف یک سری اعداد آورده می شوند که نشان دهنده ترکیب اسمی عناصر آلیاژی اصلی برحسب درصد وزنی است که به نزدیک ترین عدد صحیح گرد شده اند.
    محدودیت نماد گذاری فوق اینست که اطلاعات مربوط عناصر دیگر را که افزوده شده اند ، را در اختیار نمی گذارد.

    برای مثال :AS41 ( Mg - 4.4Al - 1Si - 0.3Mn)



    ذوب و ریخته گری:
    ذوب:
    منیزیم هم به منظور آلیاژسازی و هم طی مراحل پالایش و تصفیه پیش از تولید قطعات ریختگی یا کارپذیر ، در بوته هایی از جنس فولاد نرم ذوب می شود .
    •برخلاف آلومینیوم لایه اکسید، روی منیزیم مذاب ، فرآیند اکسیداسیون را تسریع می کند.
    •ذوب در دمای 650 درجه یا کمتر از آن کامل میشود ، و سرعت اکسیداسیون سطح فلز با افزایش دما سریعا افزایش می یابد به نحوی که در دمای بالای 850 درجه ، سطح قرار گرفته در معرض هوا ، بلافاصله مشتعل می گردد.
    •پس هنگام کار با مذاب منیزیم و آلیاژهای آن باید از فلاکس های مناسب یا اتمسفر خنثی استفاده نمود.
    •فلاکس ها شامل : کلریدها و فلوریدها ، فلزات قلیایی و قلیایی خاکی و برخی اکسید های خنثی می باشد.



    فلاکس ها:

    فلاکسها در مرحله ذوب به دو صورت نازک و ضخیم (با توجه به شرایط) روی سطح مذاب (در مرحله ذوب )قرار گرفته و متشکل از کلریدها مانند: MgCl2,KCl,NaCl می باشد ودر برخی حالات حاوی مخلوطی از CaF2,MgF2,MgO است.

    پیش از ریخته گری ، مذاب بهم زده شده تا اکسیدها و کلریدهای معلق در مذاب که بوسیله فلاکس ایجاد شده است ، خارج شود .
    بویژه خارج کردن کلریدها بدلیل اثر منفی آنها روی مقاومت به خوردگی منیزیم وآلیاژهای آن ضروری است .
    برخی کلریدها مانند ، MgCl2 جاذب شدید رطوبت هستند و همین امر اثر خورندگی آنها را در صورت قرار گرفتن در معرض هوا (اتمسفر) به مراتب تشدید می کند.
    معمولا در طی ذوب ریزی ، برای کاهش اکسیداسیون ، گوگرد بر روی مذاب می پاشند.

    •همانند آلومینیوم ، تنها گازی که در منیزیم مذاب حل میشود ، هیدروژن است.
    •منبع اصلی هیدروژن ، بخار آب حاصل از فلاکس های مرطوب و یا قراضه و شمش های زنگ زده می باشد.
    •در آلیاژهای Mg-Al وMg-Al-Zn مک های گازی ایجاد می کند. و این آلیاژها بوسیله کلر(Cl) گاز زدایی می شوند .
    درجه حرارت بهینه گاز زدایی 750-725 درجه است .
    •در آلیاژ های زیرکونیم دار معمولا مک های گازی ایجاد نمیشود زیرا هیدروژن بصورت ZrH2 خارج می شود و لذا گاز زدایی از آلیاژهای زیرکونیم دار لزومی ندارد.




    ریخته گری:
    ریخته گری تحت فشار :اکثر قطعات ساخته شده از آلیاژ منیزیم ، از این طریق تولید می شود.

    که به دو طریق است:
    1) بامحفظه سرد :
    2) با محفظه گرم :
    برای قطعات بزرگ و تزریق فلز مذاب با وزن 10Kg و بیشتر در کمتر از 100ms با فشار 1500 بار

    ریخته گری کوبشی(Squeeze casting) : برای تهیه قطعاتی با کیفیت بالاترمورد استفاده قرار میگیرد.
    ریخته گری تلاطمی(Thixotropic casting) : این فرآیند تولید محصولاتی ریز دانه با کیفیت بالا را بسیار ارزانتر می کند.


    ریخته گری ماسه ای : شرایط لازم:
    1)افزودنی های مناسب بمنظور جلوگیری از واکنش بین مذاب منیزیم و رطوبت که موجب آزاد شدن هیدروژن می گردد، اضافه گردد.
    2) برای کاهش میزان اکسیداسیون ، جریان فلز باید تا حدامکان آرام باشد.
    3) به منظور خروج هوا ، باید ماسه از نفوذ پذیری بالایی برخوردار بوده و قالب به خوبی منفذ گذاری شده و راههای خروج گاز از قالب به خوبی تعبیه شود.
    4) به دلیل پایین بودن ظرفیت گرمایی منیزیم ، استفاده از تغذیه بزرگتر جهت بدست آوردن قطعه سالم ضروری است.


    منبع: ایران مواد

  2. 2
  3. #2
    سینا شریفی
    مدیـــر تالار مهندسی متالورژی
    تاریخ عضویت
    2012/12/08
    نوشته ها
    1,445
    3,296
    3,218

    آلیاژ های منیزیم

    آلیاژهای ریخته گری فاقد زیرکونیم:

    آلیاژهایی برپایه سیستم منیزیم – آلومینیوم(Mg-Al) :
    این سیستم اساس پرمصرف ترین آلیاژهای ریختگی منیزیم را تشکیل داده است.
    حاوی 8-9% Al که باعث ریزدانه شدن میشود ، مقادیر کمی روی(Zn) که باعث افزایش خواص کششی می گردد.
    منگنز (Mn)، که مقاومت به خوردگی را افزایش می دهند، افزایش 1% کلسیم مقاومت خزشی(خزش عمدتا به دلیل لغزش مرز دانه است) را زیاد کرده و آلیاژ را مستعد ترک گرم می کند.
    افزایش سیلیسیم (Si) و کاهش درصد آلومینیوم ، خواص خزشی را بهبود می بخشد.
    مثال : AZ63(Mg-6Al-3Zn-0.3Mn) و AZ91(Mg-9Al-1Zn-0.2Mn)
    این آلیاژ مستعد انقباض میکروسکوپی است و لذا برای بدست آوردن کیفیتی یکنواخت بایستی دقت کرد.



    نمودار فازی Mg-Al:




    آلیاژهای ریخته گری فاقد زیرکونیم:

    آلیاژهای منیزیم-روی (Mg-Zn):
    این آلیاژها قابلیت پیر سختی دارند اما ریزدانه کردن با اعمال فوق تبرید یا تلقیح در آنها موثر نیست و نیز امکان بروز مکهای ریز در آنها وجود دارد.
    پس این آلیاژ ها برای قطعات تجاری مورد استفاده قرار نمی گیرد.

    آلیاژهای منیزیم –روی –مس (Mg-Zn-Cu) :
    افزودن مس به آلیاژهای Mg-Zn ، باعث بهبود قابل توجه شکل پذیری و موثرتر شدن عملیات پیرسازی می گردد.
    این آلیاژها برای قطعاتی که در آنها استحکام بالا مهم است ، دارای مزیت های قابل ملاحظه ای باشند و امکان یافتن کاربردهای ویژه برای آنها در صنایع خودرسازی وجود دارد .
    این قطعات با استفاده از روش استاندارد تنگستن-گاز خنثی قابل جوشکاری هستند.

    .مانند: ZCM630(Mg-6Zn-3Cu-0.3Mn)



    آلیاژهای ریختگی زیرکونیم دار:
    •حداکثر حلالیت زیرکونیم (Zr) در منیزیم 0.6% می باشد.
    • چون آلیاژهای Mg-Zr برای مصارف تجاری استحکام کافی ندارند ، افزودن آلیاژی دیگر به آنها ضروری است.
    • انتخاب عناصر افزودنی تحت تاثیر سه عامل اصلی است:
    1) سازگاری با زیرکونیم
    2) ویژگیهای ریخته گری
    3) خواص مطلوب آلیاژ :
    الف) بهبود خواص کششی شامل تنش تسلیم و استحکام کششی و همچنین
    ب) افزایش مقاومت خزشی که دو هدف اصلی بخصوص در صنایع هوا وفضا است.




    آلیاژهای ریختگی زیرکونیم دار:

    آلیاژهای منیزیم-روی –زیرکونیم (Mg-Zn-Zr):
    قابلیت زیرکونیم برای جوانه زنی وجود دارد، ولی امکان بروز مک های ریز و غیر قابل جوشکاری می باشد. برای مثال آلیاژ ZK51(Mg-4.5Zn-0.7Zr)

    آلیاژهای منیزیم- عناصر خاکی نادر-روی –زیرکونیم (Mg-RE-Zn-Zr):
    منیزیم با تعدادی از عناصر خاکی نادر (RE) محلول جامد تشکیل داده و همین رسوبات و نیز بواسطه حضور فازهای ثانویه در مرز دانه ها ، لغزش در مرز دانه ها محدود می گردد. Zr باعث جوانه زنی بهتر و روی (Zn) باعث افزایش استحکام می گردد.




    آلیاژهای ریختگی زیرکونیم دار:

    آلیاژهای منیزیم- توریم (Mg-Th):
    افزودن توریم باعث افزایش مقاومت خزشی آلیاژ و مانند عناصر نادر خاکی خواص ریخته گری را بهبود می بخشد.
    این آلیاژها قابل جوشکاری می باشند. با وجود کاربرد آنها در انواع موشک ها وفضاپیما ها امروزه بدلیل ملاحظات زیست محیطی به تدریج کنار گذاشته شده است.

    آلیاژهای منیزیم- نقره (Mg-Ag):
    خواص کششی بهتری داشته و نسبتا گران قیمت می باشد. بیشترین کاربرد این آلیاژها QE22(Mg-2.5Ag-2RE(Nb)-0.7Zr) که در برخی کاربردهای هوا و فضا مانند پوسته جعبه دنده و اتصالات روتور هلیکوپتر استفاده می شود .

    آلیاژهای منیزیم-ایتریم (Mg-Y):
    در آلیاژی حاوی تقریبا 6% ایتریم ، 2% نئودیمیم حداکثر استحکام توام با شکل پذیری کافی حاصل می شود و اولین آلیاژ تجارتی از این نوع WE54( Mg-5.5Y-3.6RE(1.5-2Nd)-0.45Zr ) می باشد.



    منبع: ایران مواد

  4. 1
  5. #3
    سینا شریفی
    مدیـــر تالار مهندسی متالورژی
    تاریخ عضویت
    2012/12/08
    نوشته ها
    1,445
    3,296
    3,218

    آلیاژهای کارپذیر منیزیم

    ساختار هگزاگونال منیزیم باعث ایجاد محدودیت هایی در مقدار تغییر شکل قابل اعمال بر روی منیزیم ، بویژه در دماهای پایین می گردد.
    تولید قطعات کارپذیر آلیاژهای منیزیم معمولا از طریق کار گرم صورت می گیرد.
    قطعات کارپذیر عمدتا بوسیله اکستروژن ، نورد و آهنگری دردمایی در محدوده 350-300 درجه تولید می شود.
    آلیاژهای کارپذیر را می توان حاوی یا فاقد زیرکونیم دانست ولی این آلیاژها را با توجه به شکل محصول کار تقسیم بندی می کنند:


    آلیاژ های مورد استفاده در تولید ورق و صفحه :
    نخستین آلیاژهای ورق ، آلیاژ AZ31(Mg-3Al-1Zn-0.3Mn) میباشد که هنوز پر مصرف ترین آلیاژ منیزیم در دمای اتاق یا کمی بالاتر از آن است.
    آلیاژ ZE10 (Mg-1.2Zn-0.2RE) از بین آلیاژهای منیزیم دارای بالاترین چقرمگی است.
    سیستم Mg-Li ، بعنوان مبنایی برای تولید ورق ها و صفحات خیلی سبک توجه زیادی را به خود معطوف کرده است.




    آلیاژهای اکستروژن :
    طیف وسیعی از آلیاژهای قابل اکستروژن مورد استفاده در صنعت شامل Mg-Al-Zn با 8-1درصد آلومینیوم ، می باشد که مقاومترین آنها AZ81(Mg-8Al-1Zn-0.7Mn) بوده و در صورتی که پس از ساخت عملیات حرارتی شود تا حدی قابل پیر سختی خواهد بود.
    آلیاژهای ZK21,ZM21 برای مواردی که سرعت اکستروژن بالایی (4m/min) مد نظر است ، بطور چشمگیری مورد استفاده قرار می گیرد.
    در دماهای بالا از آلیاژهای توریم دار مانند HK31,HM31 برای قطعاتی که در آنها مقاومت به خزش تا دمای 350 درجه موردنیاز است بکار میرود.


    آلیاژهای آهنگری :
    بخش نسبتا کوچکی از محصولات کار شده منیزیم را تشکیل می دهند.
    معمولا زمانی که قطعه ای سبک با شکل پیچیده و استحکامی بیش از استحکام قطعات ریختگی لازم است استفاده می گردد.
    برای کاربرد در دماهای بالا از آلیاژهایHM21 استفاده می شود.
    معمولا لقمه فورج را به منظور ریزدانه کردن ساختار قبلا اکسترود می کنند.



  6. 1
  7. #4
    سینا شریفی
    مدیـــر تالار مهندسی متالورژی
    تاریخ عضویت
    2012/12/08
    نوشته ها
    1,445
    3,296
    3,218

    جنبه های الکتروشیمیایی

    خوردگی و محافظت:

    در دمای 25 درجه منیزیم بطور معمول نسبت به پتانسیل الکترودی هیدروژن(صفر) دارای پتانسیل الکترودی 3/2- ولت است که آنرا در مکانی بالا در سری الکتروشیمیایی قرار می دهد.
    نرخ خوردگی منیزیم ، کمتر از فولاد نرم و بیشتر از آلومینیوم است.
    پس از قرار گرفتن آلیاژ به مدت طولانی در محیط خورنده ، سطح به سرعت و سهولت تیره شده و تا حدودی زبر خواهد شد.
    برخلاف برخی آلیاژهای آلومینیوم ، منیزیم و آلیاژهای آن از خوردگی بین بلوری مصون هستند زیرا مراکز دانه ها معمولا نسبت به مناطق مرز دانه ، بصورت آند عمل می کنند.
    منیزیم توسط همه اسیدهای معدنی به استثنای اسید کرومیک و اسید هیدروفلوئوریک به آسانی مورد حمله شیمیایی قرار می گیرند.(در اسید هیدروفلوئوریک به دلیل تشکیل لایه محافظی از MgF2 برسطح منیزیم از ادامه خوردگی جلوگیری می شود) .
    منیزیم در مقابل محلولهای قلیایی با PH بالاتر از 5/10 که معادل شرایط اشباع Mg(OH)2 می باشد بسیار مقاوم خواهد بود.
    وجود یون های کلرید ، سولفات و نیترات در محلولهای آبی ، حمله سریع به منیزیم را افزایش میدهد
    آلیاژهای اولیه منیزیم در معرض ناخالصیهای نجیب تر بویژه آهن ، نیکل و مس در محیط های مرطوب در معرض خوردگی سریع قرار می گیرند.
    هریک از این عناصر یا ترکیباتی که تشکیل می دهند ، در حضور ماده خورنده بعنوان کاتدهای بسیار کوچک عمل کرده و در حضور زمینه منیزیم که نسبت به آنها آندی است ، سلول میکروگالوانیک بوجود می آورند. مضرات بالقوه آهن با افزودن منگنز بصورتMnCl2) ) به مذاب کاهش می یابد.

    در برخی آلیاژ های منیزیم احتمال خوردگی تنشی (SCC) وجود داشته و مخصوصا در محلول های کرومات و کلرید تشدید می شود، که در این رابطه آلیاژهای Mg-Al ، مورد توجه خاص قرار گرفته است .
    ترک ناشی از خوردگی معمولا درون دانه ای می باشد.
    آلیاژهای زیرکونیم دار کمتر در معرض خوردگی تنشی بوده و SCC ، فقط تحت تنش های نزدیک به تنش تسلیم آلیاژ مربوطه اتفاق می افتد.
    احتمال بروز خوردگی تنشی (SCC ) در قطعات کار شده ، بیش از قطعات ریختگی است. و بهتر است قطعاتی را که در معرض خورنده های بالقوه قرار دارند ، تنش زدایی نمود.



    روش های حفاظت منیزیم:

    آندایزینگ فلوئوریدی: با جریان متناوب و تا 120V در حمامی با 25% دی فلوئوریدآمونیم عملیات شیمیایی اکسیدزدایی و تبدیل پوشش اکسیدی: قطعات را در محلول کرومات فرو برده که در اثر آن سطح تمیز گشته و از طریق تشکیل لایه ای از Mg(OH)2 و ترکیبی از کروم تا حدودی غیر فعال خواهد شد.

    آندایزینگ الکترولیتی: در نتیجه عملیاتی خاص پوششی سخت و سرامیکی مانند بر روی آلیاژ ایجاد می گردد علاوه بر حفاظت در برابر خوردگی ، مقاومت به سایش را نیز بهبود می بخشد. آب بندی با رزین های اپوکسی رنگ های استاندارد
    لعاب دهی شیشه ای: در مورد آلیاژهایی که دمای انجماد آنها زیاد پایین نمی باشد.
    پوشش دادن الکتریکی : پس از مراحل متعدد تمیز کاری سطح انجام می گیرد.


    حفاظت کاتدی: منیزیم بعنوان آند عمل کرده و بصورت فداشونده مصرف می شود و به این ترتیب از فلزاتی مانند فولاد محافظت می کند. بعنوان مثال در بدنه کشتی ها، خطوط لوله و تیرهای فولادی و آبگرمکن و .. بکار می رود.



    منبع: ایران مواد

  8. 1
  9. #5
    سینا شریفی
    مدیـــر تالار مهندسی متالورژی
    تاریخ عضویت
    2012/12/08
    نوشته ها
    1,445
    3,296
    3,218

    ساخت قطعات منیزیم

    ماشینکاری :
    منیزیم در بین تمام مواد سازه ای دارای بیشترین قابلیت ماشینکاری است.
    معمولا بصورت خشک ماشینکاری میگردد اما در مواردی که سرعت برشی بسیار بالا باشد بدلیل امکان احتراق تراشه های ریز ، بکارگیری خنک کننده الزامی است. برای خنک کاری می بایست از روغن های معدنی استفاده کرد، زیرا امکان واکنش شیمیایی خنک کننده های آب دار با تراشه وجود دارد.
    آلیاژهای منیزیم را می توان با اسیدشویی در اسید سولفوریک 5% یا محلول های رقیقی از HNO3 یا HCL بطور شیمیایی ماشینکاری یا فرزکاری کرد.
    برخی آلیاژها مانند AZ31 برای حکاکی مناسب است.



    اتصال (جوشکاری ) منیزیم و آلیاژهای آن:
    در حال حاضر جوشکاری منیزیم با استفاده از فرآیند جوشکاری با قوس تنگستن تحت محافظت گاز بی اثر (TIG) ویا الکترود مصرف شونده (MIG) ، انجام می گیرد.
    جوشکاری بر روی هر دو نوع قطعات ، ریختگی و کارشده آلیاژهای منیزیم قابل انجام است.
    جوشکاری نقطه ای و دیگر روشهای جوشکاری مقاومتی ، را می توان در موارد معدودی بکار گرفت.
    برای کاهش ترک های ناشی از جوشکاری در حین انجماد بایستی قبل از جوشکاری ، پیش گرم و بعد از آن عملیات تنش گیری را انجام داد.




    کاربرد آلیاژهای منیزیم:
    •کاربردهای مهم این آلیاژها به ریخته گری موتورهای ، پوسته های جعبه دنده ، بویژه در هلیکوپتر ها محدود شده است.



    كاربرد در خودرو سازي :

    -مزايا:كاهش وزن خودرو- كاهش مصرف سوخت- كاهش آلودگي هاي محيطي
    عيب : نقطه ذوب پايين منيزيم كه با آلياژ كردن بر طرف مي شود.


    كاربرد هاي ديگر آلياژ هاي منيزيم :


    • صنايع هوا فضا
    • communication engineering




    منبع: ایران مواد

  10. #6
    سینا شریفی
    مدیـــر تالار مهندسی متالورژی
    تاریخ عضویت
    2012/12/08
    نوشته ها
    1,445
    3,296
    3,218

    استخراج منیزیم به روش الکترولیز

    استخراج منیزیم به روش الکترولیز
    در حال حاضر دو نوع فرآیند الکترولیز جهت تولید منیزیم مورد استفاده قرار می گیرد که اختلاف عمده آنها در درجۀ هیدراسیون mgcl2 و طراحی سلول الکترولیز می باشد.یکی از پیشگامان ایجاد و توسعه این فرآیند آی – جی فاربن اینداستری در آلمان بود و روش ابداعی این شرکت هم اکنون مبنای فرآیند مورد استفاده به وسیله شرکت نروژی نرسک هیدرو که تولید کنندگان عمده این فلز در اروپا می باشد ،قرار دارد.در این فرآیند که مشهور به فرآیند IG است MGO حاصله از مینرال های آب دریا را خشک کرده و همراه با یک ماده احیاء کننده مانند احیاء کننده مانند پودر زغال و محلولMgcl2 به صورت بریکت در می آورند.بریکت حاصله را بطور جزئی کلسینه کرده و در دمای حدود Ċ1100 جهت تولید کلرید منیزیم مذاب بدون آب کلرینه می کنند آنگاه mgcl2 به دست آمده مستقیماً به داخل سلول الکترولیز که در دمای Ċ740 کار می کند شارژ می شود.سایر ترکیبات کلریدی مانند nacl وcacl2 را جهت بهبود هدایت حرارتی و تغییر ویسکوزیته و چگالی الکترولیت اضافه می کنند.آندهای مورد استفاده در هر سلول از نوع گرافیتی مصرف شونده و کاتدها از جنس فولاد ریختگی بوده که به صورت معلق مقابل یکدیگر قرار گرفته اند.
    سلولها نوعاً در محدودۀ 5 الی 7 ولت و جریان متجاوز200000 آمپر کار می کنند.منیزیم به صورت قطراتی روی کاتد رسوب کرده و به طرف سطح الکترولیت رشد می کند،در حالیکه کلر در آند متصاعد می گردد و جهت تولید کلرید منیزیم بازیافت می شود.دومین فرآیند الکترولیز تولید منیزیم،به وسیله شرکت شیمیایی DOWتوسعه یافت و در بزرگترین واحد جهانی تولید منیزیم واقع در بندر آزاد تگزاس که mgCl2 از آب دریا استخراج می کند،مورد استفاده قرار گرفته است.منیزیم به صورت هیدروکسید در اثر افزودن آهک رسوب کرده و سپس در اسید کلریدریک حل می گردد.محلول به دست آمده متعاقباً تغلیظ و خشک شده و mgCl2 هیدراته شده آماده شارژ به سلول الکترولیز می شود.بر خلاف فرآیندIG سلولهای الکترولیز از جنس فولاد ساخته شده که به عنوان کاتد عمل کرده و از بیرون حرارت داده می شود. این سلولها در محدوده 7-6ولت و جریان 90000 آمپر کار می کنند.

    انرژی مصرف شده به ازاء یک کیلوگرم منیزیم تولید شده حدود 5/12 کیلو وات ساعت در فرآیندIG و 5/17 کیلو وات ساعت در مورد سلول مربوط به شرکتDOW می باشد و لیکن هر کدام از فرآیندها نیاز به حدود 15کیلو وات ساعت انرژی اضافه جهت آماده سازی کلریدمنیزیم بدون آب برای شارژ به داخل سلول دارد که در این قسمت امکان صرفه جویی قابل ملاحظه وجود دارد.



    تولید منیزیم با استفاده از فرآیندهای حرارتی

    تولید منیزیم با استفاده از احیایی حرارتی مستقیم دولومیت کلسینه شده با فروسیلیکون مطابق واکنش ساده زیر صورت می گیرد.

    2CAO.Mgo+Si→2mg+(cao)2sio2

    در فرآیند پیچن بریکت های متشکل از مواد واکنش کننده در اندازه های 150 کیلوگرمی به داخل راکتورهای استوانه ای شکل فولادی که تحت خلاءtorr 1/0 قرار دارد و از بیرون تا دمای 1200 درجه سانتی گراد گرم می شوند،شارژ می گردد.منیزیم تولید شده که به صورت بخار می باشد در انتهای اکتور قرع که خارج از کوره قرار دارد و به وسیله آب خنک می شود،تقطیر می گردد.از مزایای فرآیند پیجن هزینه سرمایه گذاری نسبتاً پایین و حساس نبودن به خلوص مواد خام می باشد ولیکن محدودیت عمدۀ آن طولانی بودن زمان فرآیند می باشد به طوری که تقریباً 8 ساعت وقت لازم است تا حدود 20 کیلوگرم منیزیم در هر راکتور تولید گردد.

    در فرآیند مگنترم،از کوره قوس الکتریک که در دمای حدود Ċ1550 و فشار داخلیtorr(15 -10)کار می کند،استفاده می شود.چون واکنش در فاز مذاب اتفاق می افتد زمان لازم برای تکمیل آن کمتر از فرآیند پیچن خواهد بود.عمل شارژ کوره ممکن به صورت پیوسته و تخلیه در فواصل زمانی منظم صورت گیرد.آلومینا با باکسیت به مخلوط شارژی اضافه می شود.تا سیلیکات کلسیم محصول جدا شده و به صورت سرباره خارج گردد.در این حالت هم منیزیم به صورت بخار تولید شده و در یک کندانسور مجزا جامد می گردد.واحدهای تولید منیزیم به این روش در فرانسه ،ژاپن،امریکا و یوگسلاوی سابق قرار داشته و ظرفیت کوره به 11 تن بالغ می گردد.

    در مجموع هزینه عملیاتی روش های سیلیکوترمی بیشتر از فرآیندهای الکترولیز استخراج منیزیم می باشد.با این حال استفاده از روش های حرارتی به دلیل هزینه سرمایه گذاری کمتر و امکان اجرا در مقیاس کوچک ادامه دارد.تکنیک های حرارتی به دلیل هزینه سرمایه گذاری کمتر و امکان اجرا در مقیاس کوچک ادامه دارد.تکنیک های حرارتی مختلفی تاکنون جهت استخراج منیزیم ارائه شده است ولیکن هیچکدام در حال حاضر در مقیاس تجارتی به بهره برداری نرسیده است.به عنوان نمونه یکی از روشهای امیدبخش درآینده استفاده از کوره قوسی پلاسما است که در آن پلت های ساخته شده از مخلوط mgo و کک به داخل سرباره مذاب متشکل از mgo،cao ،Al2o3 شارژ می شود با توجه به چگالی انرژی بالای پلاسما و دماهای بالای حاصله در سطح سرباره در اثر واکنش های سیلیکوترمی (مثلاًĊ1500( امکان نگاهداشتن فشار بخار منیزیم در حد اتمسفر معمولی فراهم می گردد. این مزیت به همراه بازده تقریباً کامل مصرف سیلیسیم باعث افزایش امکان رقابت اقتصادی روش حرارتی تولید منیزیم خواهد شد.



    منبع: دانشنامه ی مهندسی مواد

  11. #7
    سینا شریفی
    مدیـــر تالار مهندسی متالورژی
    تاریخ عضویت
    2012/12/08
    نوشته ها
    1,445
    3,296
    3,218

    آلیاژ های منیزیم و خواص آنها

    آلیاژهای منیزیم – آلومینیوم:
    این آلیاژها اغلب حاوی (8-9)% آلومینیوم هستند، که مقدار کمی روی جهت افزایش خواص کششی و مقداری هم منگنز ( به عنوان مثال 0.3% ) برای افزایش مقاومت به خوردگی به آلیاژ اضافه می شود.
    در آلیاژهای بیش از 2% آلومینیوم در شرایط ریختگی فاز b-Mg17Al12 که بعضا Mg4Al3 نامیده می شود، ظاهر می گردد که با افزایش آلومینیوم این فاز در اطراف مرز دانه ها تشکیل می شود و بالای 8% آلومینیوم، شکل پذیری به سرعت کم می شود.
    آنیل کردن آلیاژ منیزیم – آلومینیوم در دمای 420 درجه ی سانتیگراد موجب انحلال مجدد جز سلولی و تمام یا قسمتی از فاز b در امتداد مرز دانه ها شده که موجب استحکام بخشی در اثر محلول جامد می شود و شکل پذیری آلیاژ افزایش می یابد.
    افزودن روی به آلیاژ منیزیم – آلومینیوم باعث افزایش استحکام می گردد ولی به علت افزایش احتمال ترک خوردگی در طی انجماد استفاده از روی محدود می باشد.
    در مواردی که نیاز به چقرمگی شکست و شکل پذیری بیشتر باشد، آلیاژ با خلوص بالا و با درصد های آلومینیوم کمتر توسعه یافته است که این خواص ناشی از کاهش مقدار Mg17Al12 در اطراف مرز دانه ها است.
    آلیاژهای ریختگی Mg-Alو Mg-Al-Zn تا حدودی مستعد بروز تخلخل های ریز می باشند، اما در عوض دارای قابلیت ریخته گری خوبی بوده و مقاومت آنها در برابر خوردگی عموما رضایت بخش است. این آلیاژها برای استفاده در دماهای تا 110 – 120 درجه ی سانتیگراد مناسب اند و در بالای این دما نرخ خزش به مقدار غیر قابل قبولی می رسد. چنین رفتاری به این واقعیت نسبت داده می شود که آلیاژهای منیزیم عمدتا به دلیل لغزش مرز دانه ها دچار خزش می شوند و فاز Mg17Al12 که دارای دمای گداز حدود 460 درجه ی سانتیگراد بوده و در دماهای پایین تر نسبتا نرم است، تاثیری در ثابت نگه داشتن مرز دانه ها ندارد. افزودن 1% کلسیم مقاومت خزشی آلیاژهای Mg-Al را افزایش داده، اما این آلیاژها را مستعد ترک خوردگی گرم می نماید. با کاهش درصد آلومینیوم و اضافه شدن سیلیسیم نیز خواص خزشی بهبود می یابند. سیلیسیم باعث کاهش مقدار Mg17Al12 شده و در قطعات ریخته گری تحت فشار که نسبتا سریع سرد می شوند، سیلیسیم با منیزیم ترکیب شده و ذرات ریز و نسبتا سخت ترکیب Mg2Si را در مرز دانه ها تشکیل می دهد.
    آلیاژهای سیستم Mg-Al مستعد انقباض میکروسکوپی بوده و لذا برای بدست آمدن کیفیتی یکنواخت باید دقت لازم به عمل آید.


    آلیاژهای منیزیم – روی:

    آلیاژهای منیزیم – روی قابلیت پیر سختی دارند اما ریز کردن با اعمال فوق تبرید یا تلقیح در آنها مؤثر نیست و نیز امکان بروز ریز مک در آنها وجود دارد. در نتیجه، این آلیاژها برای تولید قطعات تجاری مورد استفاده قرار نمی گیرند. فرایند پیر سازی پیچیده و شامل چهار مرحله است. حد حلالیت مناطق GP در آلیاژ Mg-5.5Zn بین (70 – 80) درجه سانتیگراد قرار داشته و پیر سازی مقدماتی در زیر این خط حلالیت، پیش از پیرسازی در دمای بالاتر ( بعنوان مثال 150 درجه سانتیگراد )، اندازه ی رسوب های میله ای شکل MgZn را که فاز هم سیما می باشد، ریز نمی نماید و پس از آن، از مناطق GP تشکیل می گردند، حداکثر سخت شدن با حضور این فاز هم سیما بدست می آید.


    آلیاژهای منیزیم – روی – مس:
    افزودن مس به آلیاژهای دوتایی Mg-Zn موجب بهبود قابل توجه شکل پذیری و مؤثرتر شدن عملیات پیر سازی می گردد. این آلیاژها خواص کششی مشابه با آلیاژ AZ91 (به طور مثال مقاومت کششی در حد 215 الی 260 مگاپاسکال، حد تناسب حدود 130الی 160 مگاپاسکال و ازدیاد طول نسبی بین 3 تا 8 درصد) از خود نشان داده و این مزیت را دارد که خواص فوق الذکر تکرار پذیر هستند و پایداری در دماهای بالا نیز بهبود می یابد. یکی از آلیاژهای این خانواده که در ماسه ریخته گری می شود به نام ZC63 نامگذاری شده است. افزودن تدریجی مس به آلیاژهای Mg-Zn درجه حرارت یوتکتیک را مطابق نمودار زیر بالا می برد و از این نظر دارای اهمیت است بطوریکه استفاده از دماهای بالاتر در عملیات محلولی و نتیجتاً حداکثر حلالیت روی و مس را امکان پذیر می سازد. ساختار یوتکتیک نیز تغییر کرده و به جای ساختار کاملا جدا از هم در آلیاژهای دوتایی Mg-Zn که در آن ترکیب Mg و Zn در اطراف مرزدانه و بین بازوهای دندریتی توزیع شده است، در آلیاژهای سه تایی مس دار ساختار لایه ای تشکیل می شود.

  12. #8
    حسین یعقوبی
    مدیـــریت سـایت
    تاریخ عضویت
    2012/11/06
    محل سکونت
    ı̴̴̡ ̡̡͡|̲̲̲͡͡͡ ̲▫̲͡ ̲̲̲͡͡π̲̲͡͡ ̲̲͡▫̲̲͡͡ ̲|̡̡̡ ̡ ̴̡ı̴
    سن
    28
    نوشته ها
    1,422
    3,901
    4,140

    Post منیزیم

    یک فایل پاورپوینت جامع از الیاژ منیزم و خواص و ویژگی های آن .
    فايل هاي پيوست شده فايل هاي پيوست شده

  13. 1
نمایش نتایج: از 1 به 8 از 8

اطلاعات موضوع

کاربرانی که در حال مشاهده این موضوع هستند

در حال حاضر 1 کاربر در حال مشاهده این موضوع است. (0 کاربران و 1 مهمان ها)

کلمات کلیدی این موضوع

مجوز های ارسال و ویرایش

  • شما نمیتوانید موضوع جدیدی ارسال کنید
  • شما امکان ارسال پاسخ را ندارید
  • شما نمیتوانید فایل پیوست کنید.
  • شما نمیتوانید پست های خود را ویرایش کنید
  •