Allgemeiner Sachverstand im Umgang mit Magnesiumlegierungen

(1) Reines Magnesiumpolykristalle weisen eine geringe Festigkeit und Härte auf. Daher kann reines Magnesium nicht direkt als Konstruktionswerkstoff verwendet werden. Es dient üblicherweise zur Herstellung von Magnesiumlegierungen und anderen Legierungen.
(2) Magnesiumlegierungen sind der umweltfreundliche Konstruktionswerkstoff mit dem größten Entwicklungs- und Anwendungspotenzial im 21. Jahrhundert.

Magnesium kann mit Aluminium, Kupfer, Zink, Zirkonium, Thorium und anderen Metallen Legierungen bilden. Im Vergleich zu reinem Magnesium weist diese Legierung bessere mechanische Eigenschaften auf und eignet sich gut als Konstruktionswerkstoff. Obwohl gewalzte Magnesiumlegierungen gute Eigenschaften besitzen, ist Magnesium aufgrund seiner dicht gepackten hexagonalen Kristallstruktur schwer plastisch zu verarbeiten und mit hohen Verarbeitungskosten verbunden. Daher ist die Produktionsmenge gewalzter Magnesiumlegierungen deutlich geringer als die von gegossenen Magnesiumlegierungen. Dutzende Elemente des Periodensystems können mit Magnesium Legierungen bilden. Magnesium und Eisen, Beryllium, Kalium, Natrium usw. bilden keine Legierungen. Unter den zur Verstärkung von Magnesiumlegierungen verwendeten Legierungselementen lassen sich diese, je nach ihrem Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften binärer Magnesiumlegierungen, in drei Kategorien einteilen:
1. Die Elemente, die die Festigkeit verbessern, sind: Al, Zn, Ag, Ce, Ga, Ni, Cu, Th.
2. Die Elemente, die die Zähigkeit verbessern, sind: Th, Ga, Zn, Ag, Ce, Ca, Al, Ni, Cu.
3. Elemente, die die Zähigkeit erhöhen, ohne die Festigkeit wesentlich zu verändern: Cd, Ti und Li.
4. Elemente, die die Festigkeit deutlich erhöhen und die Zähigkeit verringern: Sn, Pd, Bi, Sb.
Der Einfluss von Verunreinigungselementen in Magnesium
A. Die meisten im Magnesium enthaltenen Verunreinigungen haben nachteilige Auswirkungen auf die mechanischen Eigenschaften des Magnesiums.
B. Wenn der MgO-Gehalt 0,1 % übersteigt, werden die mechanischen Eigenschaften von Magnesium reduziert.
Wenn der Gehalt an C und Na 0,01 % übersteigt oder der Gehalt an K 0,03 übersteigt, verringern sich auch die Zugfestigkeit und andere mechanische Eigenschaften von Magnesium erheblich.
D. Wenn aber sowohl der Na-Gehalt 0,07 % als auch der K-Gehalt 0,01 % erreichen, nimmt die Festigkeit des Magnesiums nicht ab, sondern nur seine Plastizität.
Die Korrosionsbeständigkeit von hochreiner Magnesiumlegierung ist mit der von Aluminium vergleichbar.
1. Die Matrix der Magnesiumlegierung besteht aus einem dicht gepackten hexagonalen Gitter, Magnesium ist reaktiver und die Oxidschicht ist locker, daher sind Gießen, plastische Verformung und Korrosionsschutz komplizierter als bei Aluminiumlegierungen.
2. Die Korrosionsbeständigkeit hochreiner Magnesiumlegierungen ist vergleichbar mit oder sogar geringer als die von Aluminiumlegierungen. Daher stellt die industrielle Herstellung hochreiner Magnesiumlegierungen ein dringendes Problem dar, das für die breite Anwendung von Magnesiumlegierungen gelöst werden muss.