Magiê là một kim loại nhẹ, có độ bền riêng cao và khả năng gia công tốt, được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp. Hợp kim magiê có nhiều ưu điểm vượt trội, đặc biệt là trong các ứng dụng yêu cầu trọng lượng nhẹ và độ bền cao. Bài viết này sẽ đi sâu vào tính chất, hợp kim và ứng dụng của magiê.
 

1. Tính chất vật lý của magiê

• Trọng lượng nhẹ:
  • Magiê là một trong những kim loại nhẹ nhất, với khối lượng riêng chỉ 1,738 g/cm³ (ở 20°C).
  • Điều này làm cho magiê và hợp kim magiê trở thành lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng yêu cầu giảm trọng lượng.
• Độ bền riêng cao:
  • Magiê có độ bền riêng (tỷ lệ giữa độ bền và trọng lượng) cao hơn cả thép kết cấu, gang và hợp kim nhôm.
  • Điều này có nghĩa là magiê có thể chịu được tải trọng lớn so với trọng lượng của nó.
• Khả năng gia công tốt:
  • Hợp kim magiê có thể dễ dàng được rèn, dập, cán và gia công cắt gọt ở trạng thái nóng.
  • Điều này giúp magiê dễ dàng được tạo hình và chế tạo thành các chi tiết có hình dạng phức tạp.
• Tính chất vật lý cơ bản:
  • Nhiệt độ nóng chảy: 650°C.
  • Nhiệt độ sôi: 1107°C.
  • Hệ số dẫn nhiệt ở 20°C: 0,37 cal/cm.s.°C.
  • Hệ số giãn dài (0-100°C): 25,5 x 10⁻⁶ /°C.
  • Điện trở suất ở 18°C: 0,047 Ω.mm²/m.
• Tính chất đặc biệt:
  • Không nhiễm từ và không tóe lửa khi va chạm mạnh hoặc ma sát.
  • Dễ hàn, đặc biệt là hàn cung lửa argon.

2. Hợp kim magiê

• Hợp kim magiê-nhôm (AZ):
  • Đây là loại hợp kim magiê phổ biến nhất, với nhiều mác khác nhau tùy thuộc vào tỷ lệ nhôm.
  • Các mác AZ thường được sử dụng trong đúc áp lực, cho độ bền cao và khả năng chống ăn mòn tốt.
  • Ví dụ: AZ31, AZ91.
• Hợp kim magiê-kẽm (ZK):
  • Hợp kim này có độ bền cao hơn hợp kim AZ, đặc biệt là ở nhiệt độ cao.
  • Thường được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu độ bền cao, như hàng không vũ trụ.
  • Ví dụ: ZK60, ZK100.
• Hợp kim magiê-lithi (LA):
  • Hợp kim này có trọng lượng nhẹ nhất trong các hợp kim magiê, do lithi là kim loại nhẹ nhất.
  • Thường được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu trọng lượng cực nhẹ, như thiết bị điện tử di động.
  • Ví dụ: LA141.
• Hợp kim magiê-rare earth (RE):
  • Hợp kim này có độ bền và khả năng chống ăn mòn tốt ở nhiệt độ cao.
  • Thường được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu độ bền cao ở nhiệt độ cao, như động cơ máy bay.
  • Ví dụ: WE43, EQ21.

3. Ứng dụng của magiê và hợp kim magiê

• Ngành hàng không vũ trụ:
  • Chi tiết máy bay, tên lửa, tàu vũ trụ.
  • Giảm trọng lượng, tăng hiệu suất.
• Ngành ô tô:
  • Chi tiết khung gầm, động cơ, hộp số.
  • Giảm trọng lượng, tiết kiệm nhiên liệu.
• Ngành điện tử:
  • Vỏ máy tính xách tay, điện thoại di động, máy ảnh.
  • Giảm trọng lượng, tăng độ bền.
• Ngành y tế:
  • Thiết bị cấy ghép, dụng cụ phẫu thuật.
  • Tương thích sinh học, phân hủy sinh học.
• Ngành thể thao:
  • Khung xe đạp, gậy golf, vợt tennis.
  • Giảm trọng lượng, tăng hiệu suất.
• Ngành quân sự:
  • Chi tiết máy bay, tên lửa, thiết bị quân sự.
  • Giảm trọng lượng, tăng tính cơ động.

4. Ưu điểm của magiê và hợp kim magiê

• Trọng lượng nhẹ:
  • Giảm trọng lượng sản phẩm, tiết kiệm năng lượng.
• Độ bền riêng cao:
  • Chịu tải trọng lớn so với trọng lượng.
• Khả năng gia công tốt:
  • Dễ dàng tạo hình và chế tạo chi tiết.
• Tính chất đặc biệt:
  • Không nhiễm từ, không tóe lửa, dễ hàn.
• Tái chế tốt:
  • Magiê có thể được tái chế nhiều lần.

5. Nhược điểm của magiê và hợp kim magiê

• Khả năng chống ăn mòn kém:
  • Dễ bị ăn mòn trong môi trường ẩm ướt hoặc chứa muối.
  • Cần xử lý bề mặt để tăng khả năng chống ăn mòn.
• Giá thành cao:
  • Chi phí sản xuất và gia công cao hơn so với một số kim loại khác.
• Khả năng chịu nhiệt kém:
  • Độ bền giảm nhanh ở nhiệt độ cao.
  • Cần hợp kim hóa để cải thiện khả năng chịu nhiệt.

Magiê và hợp kim magiê là những vật liệu có nhiều ưu điểm vượt trội, đặc biệt là trong các ứng dụng yêu cầu trọng lượng nhẹ và độ bền cao. Với sự phát triển của công nghệ, magiê và hợp kim magiê sẽ tiếp tục được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp.