Magnez Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej Kraków, 27 października 2009
Prelegenci Józef Wróbel Marek Wochnik Maciej Szydło
Plan prezentacji Własności magnezu Zastosowania Surowce Otrzymywanie czystego magnezu redukcja cieplna, proces elektrolityczny, produkcja magnezu z surowców wtórnych Klasyfikacja stopów magnezu Najważniejsze stopy magnezu Zastosowanie stopów
Własności magnezu, historia Metal ziem alkaicznych Gęstość 1.738 g/cm3 Temperatura topnienia: 650°C wrzenia: 1091°C samozapłonu: 473°C spalania: około 2200°C Izotopy: 24Mg 25Mg 26Mg Pasywacja Jasny płomień Od Magnezji Wyodrębniony w 1808 r. - Humphry Davy Li K Na Ca Mg Al Zn Cr Fe
Częstość występowania W skorupie ziemskiej ósmy We wszechświecie dziewiąty W wodzie morskiej trzeci W organizmie człowieka jedenasty (~24g)
Zastosowania metal konstrukcyjny tlenek magnezu - wyłożenie ogniotrwałe odsiarczanie rafinacja tytanu dodatek stopowy, np. puszki aluminiowe sferoidyzator (żeliwo sferoidalne) silny reduktor elektronika felgi samochodów sportowych, dawniej - karoseria przemysł lotniczy
Zastosowania dawniej bomby zapalające krzesiwo flary dawniej lampy błyskowe sztuczne ognie zapalanie termitu
Znaczenie dla organizmu człowieka 300 – 400 mg dziennie Niedobór może wywoływać: Trudności w koncentracji Tiki nerwowe / skurcze / spazmy Zaburzenia snu Choroby układu krążenia Migreny Osteoporoza Przyczyny niedoboru: Alkohol Stres Kawa Nawozy pozbawione magnezu Intensywny wysiłek fizyczny
Magnez – surowce. Dolomit (Dolina Białego, Dolina Chochołowska, Góry Śwętokrzyskie), Magnezyt (Gogołów – Jordanów, Masyw Sobótki, Szklary), Karnalit(Kujawy),
Magnez – surowce. Solanki (środkowa polska ) Woda morska. Surowce wtórne
Pozyskiwanie czystego Magnezu. Magnez otrzymywany jest na kilka sposobów: redukcja cieplna, proces elektrolityczny, produkcja magnezu z surowców wtórnych.
Redukcja cieplna. Etapy produkcji : prażenie dolomitu, redukcja w próżni, rafinacja, odlewanie.
Redukcja cieplna.
Proces elektrolityczny Etapy produkcji: kalcynowanie dolomitu, strącanie, grudkowanie, chlorowanie, elektroliza.
Proces elektrolityczny
Produkcja magnezu z surowców wtórnych. Rodzaje złomu: wysokogatunkowy czysty złom, złom z dużym polem powierzchni, złom z wkładkami ze stali/aluminium, bez zanieczyszczenia miedzią lub mosiądzem. zezłomowane odlewy.
Produkcja magnezu z surowców wtórnych.
Światowe zapotrzebowanie na pierwotny magnez. Orientacyjny udział różnych zastosowań w rocznym zużyciu magnezu.
Klasyfikacja stopów magnezu Ze względu na skład chemiczny: Bez dodatku aluminium Z dodatkiem aluminium
Bez dodatku aluminium Z dodatkiem aluminium Stopy magnezu Elektron 21 Elektron WE54 Mg-Zn Z dodatkiem aluminium Mg-Al Mg-Al-Zn
Stopy magnezu Układ podwójny Mg-Al
Stopy magnezu Mg-Al Właściwości: Duża twardość Wytrzymałość na rozerwanie Mała odporność na korozję Źle się spawają
Stopy magnezu Układ podwójny Mg-Zn
Stopy magnezu Zastosowanie Mg-Al-Zn Właściwości: Duża wytrzymałość Dobre wydłużenie Stosunkowo niska cena Ułatwiona przeróbka plastyczna dzięki Zn Dobra odporność na korozję Zastosowanie Obudowa skrzyni biegów (VW Passat, Audi A4,A6)
Stopy magnezu Elektron 21 Skład: Zastosowanie: Cynk – 0,2 – 0,5% Neodym – 2,6 – 3,1% Gadolin – 1,0 – 1,7% Cyrkon Zastosowanie: Sporty motorowe Expeditionary Fighting Vehicle (EFV)
Stopy magnezu WE54 Skład: Zastosowanie: Itr – 4,75 – 5,5% Neodym – 1,5 – 2% Cyrkon - >0,4% Inne rzadkie pierwiastki Zastosowanie: F1, lotnictwo (skrzynie biegów, przekładnie, tłoki)
Zastosowanie stopów magnezu szkielety koła kierownicy i foteli obudowy wału kierownicy obręcze kół jezdnych kolektory dolotowe pokrywy głowic i mechanizmu rozrządu skrzynie korbowe wsporniki tablic przyrządów kadłuby silników obudowy skrzyni biegów miski olejowe
Bibliografia Orman M., Stopy Magnezu, Katowice, Nakładem Centralnego Zarządu Przemysłu Hutniczego, 1948 Tokarski M., Metaloznawstwo Metali i Stopów Nieżelaznych, Wydawnictwo Śląsk, 1985 Dobrzański L., Materiały inżynierskie i projektowanie materiałowe, Wydawnictwa Naukowo Techniczne, 2002 http://en.wikipedia.org/wiki/Magnesium