Metallit

Transkriptio

1 Metallit 2005

2 Valettavat alumiiniseokset Tyypilliset valumenetelmät Hiekkavalu Kestomuottivalu (kokillivalu) Painevalu Alumiinivalujen hyviä puolia Pieni tiheys Matala sulamispiste Kaasujen liukeneminen sulaa pientä (poikkeuksena vety) Huonoja puolia Kutistumat Tyypillisesti käytetään Al- Si seoksia. Muut Al-Cu Al-Mg Al-Zn-Mg 2

3 Valuseokset Mikrorakenteella on suuri vaikutus valetun rakenteen mekaanisiin ominaisuuksiin Tavoitteena hieno tasa-akselinen mikrorakenne, jolloin saadaan yhtäaikaa suuri lujuus ja murtovenymä Pienillä pii pitoisuuksilla syntyy alumiinin dendriittinen rakenne. Suuremmilla pii jähmettyy primäärisenä faasina. Hidas jähtyminen edes auttaa karkean rakenteen syntymistä 3

4 Si pitoisuus ja mikrorakenne 4

5 Al-5Si seoksen mikrorakenne eri valumenetelmissä. Jäähtymisnopeus on hitain hiekkavalulle (a) ja suurin painevalulle (c). 5

6 Valuseokset Rakennetta voidaan hienontaa lisäämällä ennen valua titaani-booripitoista suolaa tai esiseosta Seosaineen muodostavat ydintymistä lisääviä yhdisteitä (tyypillisesti TiAl 3 ja TiB 2 ) sulaan 6

7 Valuseokset Hienompi rakenne saadaan myös modifiontikäsittelyllä Pieni määrä kalsiumia, natriumia, strontiumia, antimonia haittaa piifaasin kasvua jähmettymisen yhteydessä, jolloin rakenteesta tulee hieno Huokoset Sulaan alumiiniin liukenee vetyä enemmän kuin kiinteään. Vety muodostaa jähmettymisen yhteydessä pyöreitä huokosia, jotka laskevat lujuusarvoja Tilavuuden pieneneminen jähmettymisen yhteydessä aiheuttaa huokoisuutta ja lujuuden laskua 7

8 Eutektisen Al-Si seoksen mikrorakenne erilailla modifioituna. A) alimodifioitunut ja F) hyvin modifioitunut 8

9 Eutektisen Al-Si seoksen mikrorakenne erilailla modifioituna. A) alimodifioitunut ja F) hyvin modifioitunut 9

10 Titaani

11 Titaanin valmistus 1791 William McGregor Ilmenite, FeTiO 3 (or menachite) 1795 Martin Klaproth "Whenever no name can be found for a new fossil which indicates its peculiar and characteristic properties I think it best to choose such a denomination as means nothing of itself, and thus can give no rise to any erroneous ideas. In consequence of this, as I did in the case of Uranium, I shall borrow the name for this metallic substance from mythology, and in particular from the Titans, the first sons of the earth. I therefore call this new metallic genus Titanium." 1825 Jöns Jakob Berzelius Epäpuhdas amorfinen titaani 1910 Matthew A. Hunter Puhdas titaani William Justin Kroll Teollinen valmistus (Krollin prosessi) 11

12 Titaanin valmistus TiCl 4 valmistamiseen eri menetelmiä Tapa 1: TiO 2 + 2Cl 2 + 2C (800 C) -> TiCl 4 + 2CO Tapa 2: 2TiFeO 3 + 7Cl 2 + 6C (900 C) -> 2TiCl 4 + 2FeCl 3 + 6CO TiCl 4 on neste ja se voidaan erotella tislaamalla TiCl 4 pelkistetään argonissa sulalla magnesiumilla TiCl 4 + 2Mg (1100 C) -> Ti + 2MgCl 2 Jäljelle jäänyt MgCl 2 ja/tai Mg erotellaan tislaamalla tai syövyttämällä Titaanisieni 12

13 13

14 Titaanin valmistus Titaani reagoi helposti hapen, vedyn ja hiilen kanssa Sulattaminen ei onnistu ilmaatmosfäärissä eikä normaaleissa upokkaissa Consumable-electrode arc furnace (valokaariuuni sulavalla elektrodilla?) Vesijäähdytetty kupari upokas Titaanisienestä puristettu elektrodi Vakuumissa tai argonsuojakaasu Toistetaan useampaan kertaan Polmear: Light Alloys, Metallurgy of the light metals 14

15 Kaupallisesti puhdas titaani Yleistä Puhtausaste luokkaa p-% Käytetään pääasiassa hyvän korroosionkeston vuoksi Käytetään kun murtovenymän on oltava suuri ja lujuus voi olla pieni Korroosio Titaani on reaktiivinen metalli, mutta samalla sen pintaan syntyy kestävä ja suojaava oksidikerros Oksidikerros syntyy itsestään metallisen titaanin pintaan ilman ja/tai kosteuden vaikutuksesta Heikkoutena on oksidikerroksen rikkoutuminen hapettomassa ympäristössä, mikä mahdollistaa titaanin syöpymisen. Rakokorroosio on tästä eräs esimerkki (kuumat kloridi-, bromidi-, jodidi-, fluoridi- ja sulfaattiympäristöt) 15

16 Kaupallisesti puhdas titaani Kiderakenne Heksagonaalinen tiivispakkaus (alfa) matalissa lämpötiloissa (alle 885 C) Tilakeskinen kuutiollinen (beeta) korotetussa lämpötilassa (yli 885 C) Epäpuhtaudet ja seosaineet muuttavat faasimuutoslämpötilaa Seostaminen saa aikaa kaksifaasi alueen synnyn alpha transus (solvus) beta transus 17

17 Kaupallisesti puhdas titaani Mikrorakenne 100% alfa Epäpuhtaudet (rauta) mahdollistavat beeta-faasin (vertaa jäännösausteniittiin) läsnäolon (alfa faasin raerajoilla) Alfa faasi on tasa-akselista tai asikulaarista (neulasmainen) Tasa-akselinen rakenne Tasa-akselista alfa faasia syntyy rekristallisaatiossa kun muokkaus tehdään alfa faasin stabiilisuusalueella Asikulaarinen (acicular) rakenne Asikulaarinen faasi syntyy kun beta-faasi hajoaa alfaksi tietyllä lämpötila-alueella ja tietyllä jäähtymisnopeudella Asikulaarisen alfa faasin levyt ohenevat kun jäähtymisnopeus kasvaa Asikulaarinen alfa faasi osoittaa että lämpötila on ollut jossain vaiheessa beta faasin stabiilisuusalueella 18

18 Tasa-akselinen 19

19 Asikulaarinen 20

20 Kaupallisesti puhdas titaani Epäpuhtaudet ja mekaaniset ominaisuudet Faasimuutoslämpötila ja hilamittojen lisäksi epäpuhtaudet kuten C, N, Si ja Fe nostavat lujuutta ja laskevat murtovenymää Kaupallisesti puhtaan titaanin lujuus riippuu pääasiassa happi- ja rautapitoisuudesta. Niitä lisätään korkealujuuksisiin versioihin Hiili- ja typpipitoisuus pyritään pitämään pienenä jotta sitkeys ei laskisi ELI = Extra-low interstitial -> hyvä murtovenymä ja sitkeys 21

21 22

22 23

23 Kauppalaatujen ominaisuudet Kauppalaatujen lujuus ja väsymisen kesto eivät ylitä teräksen arvoja 24

24 Kauppalaatujen ominaisuudet Titaanin lämmönjohtavuus on matala W/mK (99.6% Ti) W/mK (AISI 403) W/mK (AA 1050) W/mK (Cu-ETP) Titaani käytetään lämmönvaihtimissa koska pinnalla oleva oksidikerros johtaa hyvin lämpöä, seinämät voivat olla ohuita, titaani kestää hyvin korroosiota Suuri lujuus ja hyvä korroosionkesto mahdollistavat ohuet seinämät 25

25 Titaaniseokset Joitain tyypillisiä seoksia Ti-6Al-4V (yleisin) Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr, Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo (suuri lujuus korotetussa lämpötilassa) Ti-6242S, IMI 829, Ti-6442 (virumisen kesto) Ti-6Al-2Nb-1Ta-1Mo, Ti-6Al-4V-ELI (jännityskorroosion kesto ja suuri murtositkeys) Ti-5Al-2.5Sn (hitsattavuus) Ti-5Al-2.5Sn-ELI (matalat lämpötilat) Ti-6Al-6V-2Sn, Ti-6Al-4V, Ti-10V-2Fe-3Al (suuri lujuus) 26

26 Titaaniseokset Seostaminen Pääasiallinen vaikutus on alfa-beeta -faasimuutoksen vaikuttaminen Jotkut seosaineet stabiloivat alfa faasia ja nostavat alfabeeta faasimuutoslämpötilaa Jotkut seosaineet stabiloivat beeta faasia ja laskevat alfa-beeta faasimuutoslämpötilaa 27

27 Titaaniseokset Seostaminen saa aikaa kaksifaasialueen (alfa transus ja beeta transus erkanevat) Alumiini on tärkein alfa faasin stabiloija. Muita ovat Ga, Ge, C, O ja N Beta stabiloijat jaetaan kahteen ryhmään: isomorfisen (Mo, V, Ta, Nb) ja eutektoidisen (Mn, Fe, Cr, Co, Ni, Cu, Si) tasapainopiirroksen muodostaviin Isomorfisen seosaineen tapauksessa rakenteeksi voi syntyä 100% beetafaasia (vertaa Ni-Cu) Eutektoidisen seosaineen tapauksessa rakenteeksi voi syntyy alfa-beta faasiseos (vertaa Fe-C) Eutektoidiset seosaineet jaetaan aktiivisiin ja hitaisiin. Aktiiviset (Ni, Cu) seosaineet muodostavat eutektisen rakenteen nopeasti, hitaat (Fe, Mn) hitaasti. 28

28 Titaaniseokset Seosaineiden vaikutus tasapainopiirrokseen a) Al, O, N, C, Ga b) Mo, W, V, Ta c) Cu, Mn, Cr, Fe, Ni, Co, H 29 Polmear: Light Alloys, Metallurgy of the light metals

29 Titaaniseokset Alumiini Tärkein alfa-stabiloija Nostaa murtolujuutta, virumisen kestoa ja kimmomodulia Yli 6% lisääminen kasvattaa hauraan Ti 3 Al (α 2 ) faasin syntymisen todennäköisyyttä. Ti 3 Al syntyy etenkin jos seoksessa on happea Tina Suuri liukoisuus sekä alfa että beeta faasiin, pieni vaikutus faasimuutoslämpötilaan Liuolujittaja, käytetään usein yhdessä alumiinin kanssa ilman sitkeyden laskua Voi korvata alumiinin Ti 3 Al yhdisteessä jolloin syntyy Ti 3 (Al,Sn) Molybdeeni Stabiloi beeta faasia, edistää karkenevuutta ja lyhyen ajan kuumalujuutta 30

30 31

31 32

32 33

33 Titaaniseokset Seosten jaottelu Alfa, alfa-beeta ja beeta Usein alfa jaetaan edelleen täysin alfaksi (fully-alpha) ja lähes alfa (near alpha) seoksiksi Melkein alfa seoksista käytetään myös superalpha ja lean-beta nimitystä Joskus lähes alfa luetaan alfa-beeta seokseksi Harvemmin puhutaan myös lähes beeta (near-beta) tai metastabiilista beeta (metastable-beta) seoksista Alfa seokset Hiukan vähemmän korroosiota kestäviä kuin kauppalaadut. Lujuus on parempi Varsin sitkeitä (muista heksagonaalinen rakenne), ELI laadut sitkeitä matalissa lämpötiloissa Lujittamiseen ei voida käyttää faasimuutosta, koska alfa faasi on stabiili huoneenlämpössä 37

34 Titaaniseokset Alfa seokset Lujuuteen ja virumisen kestoon vaikutetaan pääasiassa seostuksen (liuoslujitus)raekoon avulla Esimerkiksi Ti-5Al-2.5Sn Tasapainopiirroksen mukaan Ti 3 Al alkaa syntyä noin 6% Alpitoisuudelle ja Ti 3 Sn noin 11% Sn-pitoisuuden kohdalla Eri seosaineet pienentävät titaanin sitkeyttä. Alumiiniekvivalentin tulisi olla alle 9% Al + Sn/3 + Zr/ O + 10 C + 20 N 38

35 Titaaniseokset Lähes alfa seokset Pieni määrä beeta faasin stabiloijaa mahdollistaa monipuolisemmat lämpökäsittelyt Mikrorakenne on pääasiassa alfaa, mutta seassa on pienimäärä beeta faasia Rakenteeseen vaikuttaa oleellisesti hehkutus/muokkaus lämpötila 39

36 Titaaniseokset Seuraavilla kalvoilla lähes alfa seoksen Ti-8Al- 1Mo-1V mikrorakenteita a) tasa-akselisia primäärisiä alfa rakeita (vaalea) ja tummaa beeta faasia. Muokkaus tehty α-β alueella b) tasa-akselisia primäärisiä alfa rakeita (vaalea) ja beeta faasia (tumma) jossa asikulaarista alfa-faasia. Muokattu α-β alueella, mutta korkeammassa lämpötilassa c) Beeta faasia (tumma), jossa asikulaarista alfaa. Muokattu beeta alueella ja sammutettu nopeasti 40

37 Titaaniseokset 41

38 42

39 43

40 Titaaniseokset Alfa-beeta seokset Seoksissa on sekä alfa että beeta faasia stabiloivia seosaineita Near alfa täyttää määritelmän, mutta koska sen ominaisuudet ovat lähempänä alfa seosta, se luokitellaan useimmiten alfa seosten alalajiksi Hyvät mahdollisuudet erilaisia termomekaanisiin lämpökäsittelyihin Jos halutaan hyvä lujuus, niin kappale jäähdytetään nopeasti alfa-beeta tai beeta alueelta sekä päästetään (erkaumien muodostuminen) 44

41 Lujitusmekanismit Liuoslujitus Seosainepitoisuuden nosto nostaa hehkutetut (anneal) lujuutta tasaisesti Nopea jäähdytys beeta faasin stabiilisuus alueelta saa aikaiseksi alfa faasin martensiittisen muodon (α ) Lujuus nousee matalilla seosainepitoisuuksilla vain vähän, sillä raekoko on tyypillisesti suuri ja ylikylläisyys pientä (vertaa niukkahiiliseen teräkseen) Lujuutta nousee hieman vanhennuksessa (aged) 45

42 Lujitusmekanismit Seosaineiden lisääminen laskee M f lämpötilan huoneenlämmön alapuolella ja metastabiili beeta faasi laskee lujuutta Nopeasti jäähdytetyn titaanin lujuus on alhaisimmillaan M s lämpötilan ollessa huoneen lämmössä Alfa faasin martensiittista muotoa ei synny lainkaan ja lujuus vanhennuksen jälkeen on suurin 46

43 Mikrorakenteen komponentit Beeta faasin muuttuminen alfa faasiksi voi tapahtua joko erkautumisena tai martensiittimekanismilla. Seuraavia nimityksiä käytetään Heksagonaalinen martensiitti, α (alpha prime) Ortorompinen martensiitti α (alpha double prime) Tasa-akseliset α rakeet (equiaxed alpha) Suuntautuneet α rakeet (elongated alpha) Primäärinen α (primaryalpha) Muuttunut β (transformed beta) Asikulaarinen α (acicular alpha) Ti 3 Al α 2 Ω (Omega) 47

44 Titaaniseokset Myös muita ominaisuuksia voidaan suosia 48

45 Ti-6Al-4V rekristallisaatio hehkutettu 49

46 Ti-6Al-4V hidas jäähtyminen beeta alueelta 50

47 Ti-6Al-4V hidas jäähtyminen beeta faasista 51

48 Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo 870 C nopea jäähdytys, vanhennus 52

49 Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo 915 C nopea jäähdytys, vanhennus 53

50 Titaaniseokset Beeta seokset Paljon beeta-faasia stabiloivia aineita, vähän alfaa stabiloivia aineita Metastabiileissa beeta seoksissa martensiittireaktion alkamislämpötilaa ei saavuteta Vanhennuksen avulla metastabiilin beetan sekaan voidaan erkauttaa lujittavaa alfa faasia Stabiileissa beeta seoksissa seos pysyy tasapainopiirroksessa esitetyn beetafaasin stabiilisuus alueella Ei mahdollisuutta lämpökäsittelyyn Harvemmin käytettyjä 54

51 Titaaniseokset Beetaseosten lämpökäsittelyt ovat hankalampia. Käytetään koska Murtositkeydet parempia Hyvä korroosion kesto Mo seostuksen takia (miksi taas Mo?) Hyvä muokattavuus huoneen lämpötilassa (tilakeskinen kuutiollinen rakenne) Karkenevat syvempään kuin alfa-beeta seokset Beeta seokset voidaan jakaa kahteen luokkaan erkautumiskäyttäytymisen mukaan Lean beta seoksissa erkautuminen tapahtuu nopeasti Rich beta seoksissa erkautuminen tapahtuu hitaasti Usein kysymyksessä on jonkin muun metastabiilin rakenteen muodostumisesta (seuraava kalvo) 55

52 56

53 Titaaniseokset Titaani sopii hyvin implanttimateriaaliksi Pääsääntöisesti hyvä korroosionkesto ja biokompatibiliteetti Lujuus ja tiheys Huonona puolena suuri kimmomoduli luuhun verrattuna sekä alumiinin ja/tai vanadiinin mahdollinen liukeneminen ihmiskehoon (Ti-6Al-4V) Uudemmissa implanttiseoksissa ei käyteät alumiinia, joten ne ovat beeta seoksia. Lisäksi joillain seoksilla päästään lähelle luun kimmomodulia, jolloin implantti mukautuu luun liikkeisiin paremmin 57

54 Magnesium Sulamislämpötila 649 C Höyrystymislämpötila 1107 C Hilarakenne HTP Kimmokerroin 44 kn/mm 2 Murtolujuus 120 N/mm 2 Tiheys 1,74 g/cm 3 58

55 Yleistä Magnesium on maankuoressa noin 2,5 % Merivedessä on magnesiumia 0,13 % Osa magnesiumin tuotannosta tapahtuu tätä kautta Magnesium on reaktiivinen metalli, joka esiintyy oksideina, karbonaatteina, silikaatteina Metallisen magnesiumin tuotanto vaatii runsaasti energiaa Voidaan valmistaa pelkistämällä magnesiumoksidia ferrosilikaatilla korkeissa lämpötiloissa ja kaasuatmosfäärissä Kaasumaista magnesiumia, joka kondensoidaan metalliksi. Jopa puhtausasteella 99,95 % olevaa magnesiumia Elektrolyyttinen prosessi, sulaelektrolyysi, saadaan 99,8 % magnesiumia 59

56 Yleistä Magnesium on kevyin kontruktiometalli, sen tiheys on vain noin 20 % teräksen tiheydestä. Seostus nostaa hieman tiheyttä Vain lievästi alumiinia alhaisemmat lujuusarvot hyvä lujuus/paino -suhde Yleensä kuitenkin seostus on tarpeen lujuusominaisuuksien parantamiseksi Hyvin alhainen kimmomoduli, noin 20 % teräksen vastaavasta Jäykkyys ongelmana 60

57 Yleistä Reaktiivisuus: kestää ilmastollista korroosiota oksidikerroksen ansiosta, syöpyy kloridipitoisissa liuoksissa Heikohkoja väsymis- ja kulumiskestävyydeltään Käytetään yleensä vain seostettuna Seostetaan lujuuden kasvattamiseksi Tärkeimmät seosaineet Al, Mn, Zn, Zr sekä harvinaiset maametallit 61

58 Yleistä Käyttökelpoisten seosatomien määrä vähäinen johtuen magnesiumatomin suuresta koosta Useimpien metallien liukoisuus magnesiumiin vähäistä jähmeässä tilassa Seosaineina lähinnä alumiini, sinkki ja mangaani Yleisin seosaine on alumiini pitoisuuksina 2-10 % Lujuus kasvaa alumiinipitoisuuden kasvaessa, alumiinipitoisuuden ylittäessä 6 % seokset ovat erkautuskarkenevia 62

59 Yleistä Koska magnesiumin hilarakenne on heksagonaalinen tiivispakkaus, sitä on vaikea muokata, varsinkin kylmänä Magnesiumia voidaan muokata kuumana erinomaisesti, kuumapuristaa tai valssata, mutta kylmämuokkaus onnistuu vain n. 10 % muokkausasteeseen saakka Magnesiumseoksia voidaan lastuta erittäin suurella lastuamisnopeudella käyttäen suurta lastuamissyvyyttä ja syöttöä Saman lastumäärän poistamiseen tarvitaan vain 15 % hiiliteräksen lastuamisen tehosta Lastuttaessa on käytettävä myös vedetöntä jäähdytysainetta, jotta lastut eivät kuumenisi liikaa ja syttyisi räjähdyksenomaisesti palamaan 63

60 Yleistä Palovaara on otettava huomioon myös magnesiumseosten sulatuksessa ja valussa sekä hitsauksessa Sula on suojattava hapen vaikutukselta Jos suojaukseen kiinnitetään riittävästi huomiota, voidaan hitsaus tehdä tavanomaisilla TIG/MIG -menetelmillä argontai helium -suojakaasussa. Myös vastushitsaus käy magnesiumille 64

61 Yleistä Magnesiumin normaalipotentiaali on alhaisin metallien joukossa Pintaan muodostuu kuitenkin suojaava oksidikalvo Magnesium ja sen seoksen pysyvät monissa olosuhteissa syöpymättä, kestää esim. ilmastollista korroosiota paremmin kuin hiiliteräs Emäksisissä liuoksissa magnesiumin ja sen seosten pintaan muodostuu hydroksidikerros, joka pysäyttää metallin liukenemisen. Magnesium-metallit kestävätkin hyvin emäksisissä oloissa 65

62 Yleistä Mineraalihapot, hiilidioksidi, rikkidioksidi, rikkitrioksidi, kloridi-ionit syövyttävät magnesiumia Ei sovellu teollisuus- tai meriilmastoon Hitsausrakenteissa on vaarana jännityskorroosio ellei jännityksiä ole poistettu hehkuttamalla 66

63 Yleistä Galvaaninen (kosketus) korroosio on vaarana, kun magnesiumkappaleet joutuvat kosketuksiin muiden metallien kanssa ja ympäristössä on sähköäjohtavaa liuosta Alumiiniseostus parantaa magnesiumseosten korroosioominaisuuksia nimenomaan galvaanisen korroosion osalta Voidaan käyttää muiden metallien korroosiosuojaukseen uhrautuvana anodina 67

64 Tuotanto Magnesiumin primäärituotanto vuona 1997 oli noin tonnia. Kierrätettyä magnesiumia valmistetaan noin tonnia. K i i na 1 0 % Norja 1 0 % Primääri Mg tuottajamaat Muut 1 4 % U S A 3 7 % V e näjä 1 2 % K a nada 1 7 % 68

65 Käyttökohteita Karkenemattomat AlMgseokset kestävät hyvin merivesikorroosiota ovat hitsattavia ovat erinomaisia anodisointiin liuoslujittuvat Mg-atomien ollessa korvausijoissa Karkenevat AlMgSi-seokset Mg 2 Si erkaumat nostavat lujuutta sekä korroosion kestävyys että korkea lujuus Alumiinin seostus 43% Painevalu 31% Rikinpoisto 13% Pallografiitin valmistus 3% Sähkökemiallinen käyttö 3% Kemiallinen käyttö 2% Muokatut metallit 1% Metallien pelkitys 1% Gravittaatiovalu 1% Muut 2% 69

66 Käyttökohteita Painevalettujen magnesiumseosten käyttökohteita erilaiset kevyet rungot: matkapuhelimet, kamerat, porakoneet jne. urheiluvälineet autoteollisuus autourheilu ilmailuteollisuus aseteollisuus avaruussovellukset Alumiinin seostus 43% Painevalu 31% Rikinpoisto 13% Pallografiitin valmistus 3% Sähkökemiallinen käyttö 3% Kemiallinen käyttö 2% Muokatut metallit 1% Metallien pelkitys 1% Gravittaatiovalu 1% Muut 2% 70

67 Nimeäminen Magnesium seoksia nimettäessä ilmoitetaan vain seosaineiden pitoisuudet Kaikkihan tietysti heti arvaavat että kysymyksessä on Mg seos ;-) Seosaineille käytetään yhden kirjaimen lyhenteitä (seuraava kalvo) Samoja lyhenteitä käytetään sinkiseoksilla Pitoisuuden merkitään kokonaislukuina Viimeinen kirjan kertoo saman seoksen eri modifikaatiot (yleensä puhtausasteen) 71

68 Nimeäminen A alumiini B vismuutti C kupari D kadnium E harvinaiset maametallit F rauta G magnesium H thorium K zirkonium L litium M mangaani N nikkeli P lyijy Q hopea R kromi S pii T tina W yttrium Y antimoni Z sinkki 72

69 Nimeäminen Toimitustiloille käytetään vastaavia merkintöjä kuin alumiinille F O Toimitustila Hehkutettu H10, H11 Muokkauslujitettu T4 T5 T6 Liuoshehkutettu Keinovanhennettu Liuoshehkutettu ja keinovanhennettu 73

70 Seostus Yleisen seosaine on alumiini, jonka liukenevuus pienenee lämpötilan laskiessa (437 C -> 93 C, 12.7% -> 3%) Alumiinin lisääminen nostaa lujuutta ja pienillä pitoisuuksilla murtovenymää Useimmiten hauraan Mg 17 Al 12 faasin syntyy tarvitaan yli 8% Al pitoisuus Muita tyypillisiä seosaineita ovat sinkki ja mangaani Sinkki parantaa korroosionkestävyyttä ja lujuutta Mangaani eliminoin epäpuhtautena olevan raudan haitalliset vaikutuksen korroosio-ominaisuuksiin 74

71 P = 0.2% suhteellisuusraja, U = murtolujuus, E = murtovenymä 75

72 AZ91 76

73 Legendat Magnesium on kallista. Kilohinta on korkea, mutta pieni tiheys ja lujuus muuttaa vertailua. Eräs esimerkki Myötö- Kilo- Myötölujuus / Myötölujuus / lujuus Tiheys hinta tiheys (tiheys * hinta) AZ Al-12Si ZA

74 Legendat Magnesium syöpyy helposti Magnesium passivoituu helposti ja passivaatiokerros suojaa korroosiolta Tietyt seokset alttiimpia korroosiolle Fe, Ni, Cu ja Co liuokoisuus magnesiumiin pientä Syntyvä sekundäärinen faasi toimii katodisena alueena Magnesium syttyy palamaan helposti Magnesiumjauhe syttyy helposti palamaan (paljon pintaalaa tilavuuteen nähden) Kokonaisen magnesium kappaleen syttyminen hankalaa 78