aleaciones de tierras raras -magnesio: una guía completa

escribimos este artículo para compartir nuestro conocimiento de la serie de aleación re -mg, principalmente sobre química relacionada, y usos en industrias automotrices, electrónicas, médicas y de otras. también vincula a recursos en profundidad en aleaciones específicas. y esperamos sinceramente que encuentre información útil aquí.

breve introducción: las aleaciones de magnesio (mg) que contienen elementos de tierras raras (re) son materiales de alto rendimiento, de los cuales el rendimiento se mejora típicamente al agregar elementos de tierras raras como el neodimio (nd), gadolinio (gd), itrio (y) y cerio (ce). estas aleaciones son reconocidas por su baja densidad y una excelente relación resistencia a peso. en comparación con las aleaciones de mg convencionales, agregar elementos re puede mejorar en gran medida la resistencia mecánica, la estabilidad de alta temperatura, la resistencia a la corrosión y las propiedades de desgaste. en el transporte, las aleaciones de re-mg no solo reducen el peso sino que también mejoran el rendimiento. en consumer electronics (3c), su excelente disipación de calor y su blindaje electromagnético los hacen ideales para trastornos livianos, disipadores de calor y capas portátiles de dispositivos. consulte el equipo médico, la alta biocompatibilidad y la fuerza hacen posible que los instrumentos médicos más ligeros y los equipos portátiles. el transporte ferroviario y el almacenamiento de energía también se benefician de aleaciones de re-mg.

i. el papel de los elementos de tierras raras en las aleaciones de magnesio

los elementos de tierras raras como el neodimio (nd), el gadolinio (gd), el itrio (y) y el cerio (ce) juegan un papel importante en mejorar las aleaciones de magnesio. mejoran tanto cómo funciona el metal como cómo se ve. el siguiente es el desglose rápido:

a. fortalecer el metal

debido a que estos elementos no se disuelven fácilmente en el magnesio, forman compuestos pequeños y estables (como mg₁₂nd o mg₂₄y₅). estos actúan como barreras que ralentizan el movimiento de dislocación, lo que hace que la aleación sea más fuerte y más resistente a la deformación a temperaturas más altas. eso es útil para las piezas que deben durar bajo estrés continuo.

b. refinar la estructura de grano

los elementos reanicados ayudan a crear granos más uniformes y más pequeños cuando la aleación se enfría. los granos más pequeños y más espaciados uniformemente hacen que el metal sea más resistente, más flexible, y le da un acabado superficial más agradable.

c. resistir la corrosión

algunos elementos de referencia ayudan a formar capas protectoras en la superficie, que reducen las posibilidades de corrosión en entornos difíciles. las aleaciones con elementos como el cerio y el lantano tienden a mantenerse mejor contra la oxidación y el óxido.

d. manejo de calor alto

las aleaciones con res se mantienen estables a altas temperaturas más largas. resisten el crecimiento del grano y la deformación de la fluencia, lo que significa que duran más cuando se usan en condiciones de calor.

e. mejorar el rendimiento anti-fricción

los elementos de referencia en las aleaciones de magnesio ayudan a reducir el desgaste y a dificultar el material. también lo hacen mejor para resistir la fricción, lo que significa que las partes duran más cuando se someten a movimiento o uso constante.

f. ligero

las aleaciones de tierras raras-magnesio son realmente livianas y tienen excelentes propiedades, lo que las hace perfectas para las industrias de alta tecnología. al aleatificar mg con elementos como zr, nd, y y ce, los ingenieros crean materiales que pueden soportar un alto estrés, resistir entornos duros y cumplir con objetivos de peso estrictos.

explorar más influencias en efecto de elementos de tierras raras en las propiedades tribológicas de las aleaciones de magnesio

ii. serie de aleación de magnesio común con tierras raras

a. aleaciones de magnesio forjado

• aleación de magnesio zk61m - material liviano de alta resistencia: ofreciendo una excelente resistencia mecánica y resistencia a la corrosión para aplicaciones estructurales automotrices y electrónicas.
• aleación de magnesio mb25 -componentes extruidos y forjados: una aleación de alto rendimiento adecuada para piezas de carga, mb25 presenta una buena resistencia y procesabilidad para los componentes de transporte automotriz y ferroviario.
• aleación de magnesio mb22 -rendimiento de alta temperatura: conocido por su excelente resistencia a alta temperatura y estabilidad térmica para piezas estructurales expuestas al calor.
• aleación mb15 -envejecimiento directo t1: una aleación tratable al calor que gana resistencia y resistencia a la fluencia después del envejecimiento, adecuado para aplicaciones mecánicas y estructurales.
• aleación de magnesio mb8: ligero con buena formabilidad y resistencia a la corrosión, mb8 se usa ampliamente en casquillos electrónicos y equipos médicos.

b. artitudes de magnesio fundidas

• aleación de magnesio zm1 -aleación estructural de alto rendimiento: entrega de un perfil equilibrado de fuerza, ductilidad y capacidad de fundición para piezas automotrices y maquinarias de alto estrés.
• aleación de magnesio fundido zm7 de alta resistencia: ofreciendo la mayor tracción y resistencia al rendimiento entre las aleaciones chinas de magnesio fundido, adecuado para piezas estructurales y carcasas.
• aleación de magnesio za41m - características y usos: combinar baja densidad con amortiguación y blindaje emi, ampliamente utilizado en la electrónica de consumo y los sistemas ambientales.
• aleación de magnesio de fundición zm5 - especificaciones técnicas y tratamiento térmico: presenta buena resistencia mecánica y maquinabilidad para aplicaciones de tren motriz e industrial.

c. master altoys

• aleación maestra de magnesio-circonio: proporcionar refinamiento de grano eficiente durante el procesamiento y mejorar la integridad mecánica de las fundiciones de mg.
• aleaciones maestras de la tierra de raros de magnesio:
  1. mg-nd aleación maestra
  2. mg-y master aleay
  3. mg-er maestro aleación
  4. mg-gd master aleay

los enlaces anteriores lo llevan a información detallada sobre diferentes aleaciones, como zk61m, zm5 y mb25, cada uno hecho para fines específicos. los ingenieros que trabajan en campos automotrices, electrónicos, médicos y de tránsito ferroviario deben manejar bien las aleaciones de mg -re. el uso de estos materiales bien puede ayudarlos a construir dispositivos y sistemas de amortiguación más fuertes, más rígidos, más conductores y mejores para el futuro.

iii. aplicaciones de aleaciones re -mg (estudios de casos ampliados)

a. aleaciones de magnesio en automotriz

en la industria automotriz, las aleaciones zm1 y mb25 se utilizan en brazos de suspensión livianos, ruedas de dirección y casos de transmisión. los oem automotrices chinos usan aleación zm7 en miembros cruzados de alta resistencia y marcos de asientos que requieren alta resistencia. con una tendencia creciente de vehículos eléctricos, za41m y mb8 ahora se usan en las trampas de la unidad de control electrónico (ecu) y los marcos de la carcasa de la batería debido a su excelente blindaje emi y peso ligero.

b. aleaciones de magnesio en electrónica (3c) y tecnología de la información

las aleaciones za41m y mb8 encuentran un uso generalizado en teléfonos inteligentes, computadoras portátiles y tabletas. por ejemplo, apple y xiaomi, por ejemplo, han adoptado aleaciones de tierras raras -magnesio para marcos de dispositivos y trineros de dispositivos que equilibran la resistencia estructural y la disipación de calor. la aleación zm5, con su rendimiento de fundición probado, se usa enormemente en disipadores de calor y soportes estructurales de estaciones base 5g.

c. aleaciones de magnesio en dispositivos médicos

para aplicaciones médicas, mb15 y mb8 son ideales para sistemas de imágenes portátiles, manijas de herramientas ortopédicas y componentes quirúrgicos livianos. su biocompatibilidad y resistencia respaldan herramientas quirúrgicas mínimamente invasivas que necesitan una resistencia reducida de peso y fatiga. los hospitales también han adoptado estas aleaciones en equipos compatibles con mri debido a su naturaleza no magnética y su efecto de corriente de eddy reducido.

d. aleaciones de magnesio en el tránsito ferroviario

la aleación mb25 se usa cada vez más en la producción de marcos interiores livianos para trenes de alta velocidad y sistemas de metro, ayudando a reducir el consumo de energía y mejorar la capacidad de carga. los componentes como bases de asientos, montajes de pantalla y soportes de panel laterales se fabrican utilizando aleaciones de resolución de re -mg para su equilibrio de peso y resistencia mecánica.

iv. otra información

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v. preguntas frecuentes: preguntas frecuentes sobre aleaciones de raras magnesio de tierras raras

a. ¿para qué se utilizan las aleaciones de magnesio de tierras raras?

las aleaciones de magnesio de tierras raras se utilizan principalmente en industrias que exigen materiales ligeros, de alta resistencia y térmicamente estables. estos incluyen componentes estructurales automotrices, carcasas electrónicas y disipadores de calor, sistemas de tránsito ferroviario y ciertos tipos de dispositivos médicos donde la relación rendimiento-peso es crítica.

b. ¿por qué agregar elementos de tierras raras a las aleaciones de magnesio?

agregar elementos de tierras raras a las aleaciones de magnesio mejora la resistencia mecánica, la resistencia a la corrosión y la estabilidad térmica. contribuyen al refinamiento de grano y permiten la formación de compuestos intermetálicos estables que mejoran el rendimiento de alta temperatura y la resistencia a la fluencia.

c. ¿son resistentes a las aleaciones de magnesio de tierras raras?

sí, muchas aleaciones de magnesio de tierras raras exhiben una resistencia a la corrosión mejorada en comparación con las aleaciones de mg convencionales. esto se debe a la formación de películas de óxido protectoras ricas en tierra rara y la reducción de las tendencias de corrosión micro-galvánica.

d. ¿cuál es la diferencia entre aleaciones de magnesio forjado y fundido?

las aleaciones de magnesio forjado se trabajan mecánicamente en formas a través de la falsificación, la rodadura o la extrusión, ofreciendo ductilidad y resistencia superiores. las aleaciones de magnesio fundido se forman vertiendo metal fundido en moldes, proporcionando una mayor flexibilidad de diseño y rentabilidad. ambos tipos se benefician de las adiciones de tierras raras.

e. ¿qué elementos de tierras raras se usan comúnmente en aleaciones de magnesio?

neodymium (nd), yttrium (y), gadolinio (gd), cerio (ce) y lantano (la) son los elementos de tierras raras más utilizados. cada uno contribuye de manera única a la resistencia, el refinamiento de grano, la resistencia a la oxidación y el rendimiento de la fluencia.

f. ¿son las aleaciones de magnesio de tierras raras adecuadas para aplicaciones de alta temperatura?

las aleaciones con elementos de tierras raras como nd y gd tienden a funcionar muy bien a altas temperaturas. principalmente porque sus fases intermetálicas se mantienen estables, y también resisten el crecimiento de grano y se arrastran mejor.

g. ¿cómo se comparan las aleaciones de magnesio de tierras raras con las aleaciones de aluminio?

las aleaciones de magnesio de tierras raras son generalmente más ligeras que las aleaciones de aluminio y ofrecen una mejor fuerza específica (relación resistencia a peso). si bien las aleaciones de aluminio pueden exhibir una mejor resistencia a la corrosión en algunos entornos, las aleaciones de re-mg superan en aplicaciones sensibles al peso, de alta resistencia y alta temperatura.

h. ¿qué desafíos existen en el uso de aleaciones de raras magnesio de tierras?

los desafíos incluyen un mayor costo de material, procedimientos de aleación más complejos y limitaciones en la infraestructura de fabricación generalizada. además, los métodos para unir y el tratamiento de superficie pueden necesitar ser ajustados un poco para funcionar mejor con estas aleaciones.