Magnezyum ve Magnezyum Alaşımları

Teknikte magnezyum alaşımlarından bugüne kadar, yüksek dayanım/yoğunluk oranının gerektirdiği ölçüde yararlanıldığı söylenemez. Bunun başlıca nedenlerinden biri, oksijene kimyasal ilgisi çok fazla olan magnezyumun eritme, döküm ve talaşlı işlemlerinde kendiliğinden tutuşmasına karşı özel önlemler alma zorunluluğudur. Oysa bu koruyucu önlemler basit ve güvenilirdirler. 

Magnezyum alüminyumdan daha düşük yoğunluğa sahiptir. Talaşlı işlenme kabiliyeti çok iyi olup, alaşımları öncelikle kum, kokil ve basınçlı dökümde kullanılır. Kimyasal reaksiyon eğiliminin fazlalığına karşın, yüzeyinde oluşan koruyucu ta-baka bazı hallerde korozyonu engelleyebilir.
 

Yerkabuğunda %1,95 gibi oldukça yüksek oranda bulunan magnezyumun magnezit (MgCO₃) ve dolomit (CaCO₃. MgCO₃) diye adlandırılan doğal bileşikleri, çelik endüstrisinde refrakter malzeme olarak yaygın biçimde kullanılan MgO'ya dönüştürülür. Saf magnezyumun MgCl₂'den elde edilmesinde ise önemli kaynaklar karnallit cevheri ve %0,15 Mg içeren deniz suyudur. Dünya magnezyum üretiminin yaklaşık dörtte üçü klorür karışımı eriyiğinin elektrolizi, dörtte biri de ısıl indirgeme ve magnezyum buharının yoğuşturulmasıyla gerçekleştirilir. 

Kafes yapısının hegzagonal ve ikizlenme eğiliminin düşük oluşu çok kristal halindeki magnezyuma plastik şekil verilmesini güçleştirir. Tek kristallerde %500'ün üzerindeki uzamalara ulaşıldığı halde, çok kristallerde kristallografik doğrultuları farklı ve sadece taban düzlemlerinde kayabilen taneler birbirlerini engeller. 220°C'ın üzerinde yeni kayma sistemleri harekete geçtiğinden, şekil değiştirme kabiliyeti birden artar. Dolayısıyla büyük şekil değişimleri için bu sıcaklığın aşılması gerekir. 

Konstrüksiyon malzemesi olarak önem taşımayan saf magnezyum inorganik kimya uygulamaları, metallerde oksit giderme (nikel ve alaşımları), küresel grafitli dökme demirin elde edilmesi ve alaşımlamada kullanılır. 

Önerilen Makale: Paslanmaz çelik malzemeler ve uygulamaları hakkında detaylı bilgi almak için paslanmaz çelik fiyatları sayfamızı ziyaret etmenizi tavsiye ederiz.
 

Katışırken kendini fazla çekmeden ötürü magnezyumda mikro gözenekler meydana gelebilir. İri taneli birincil içyapı ve şekil değişimini sınırlayan sdh kristal kafesi sünekliğin düşük, çentik duyarlığının yüksek olmasına yol açar. Ancak mekanik özellikler alüminyum ve çinko katılarak büyük ölçüde iyileştirilebilmektedir. Ayrıca mangan korozyona dayanıklılığı artırdığından, en önemli magnezyum alaşımları bu üç elementi de içerir. Seryum ve toryumlu alaşımlar 300°C'a kadar yüksek sıcaklık dayanımları ile dikkati çekerler. Zirkonyum ise katılaşmada tane küçültücü rol oynar. 

Mikro yapıda katı çözelti ile birlikte metaller arası bileşikler de bulunur. Çözelme sertleştirmesi veya homojenleştirme işlemi bu ara fazların dağılımını ve dolayısıyla mekanik özellikleri değiştirir. Özellikle dökümden sonra homojenleştirilmiş, yani çöz-me tavı uygulanıp hızlı soğutulmuş malzeme süneklik açısından en iyi durumdadır.

Şekil değişimi tanelerin hegzagonal taban düzlemi üzerinde kayması ile gerçekleştiğinden, soğuk haddelemede belirgin bir doku ortaya çıkar ve bu durum yeniden kristalleşme tavı ile giderilemez. Magnezyum alaşımları yassı mamullerden daha çok döküm ve dövme parçaları ile ekstrüzyon profilleri olarak kullanılırlar.

Bütün döküm teknikleri için uygun bileşimde geliştirilmiş alaşımlar, demir potada magnezyum klorür, magnezyum oksit ve kalsiyum florür içeren hamur kıvamında bir tuz örtüsü altında eritilir. Oksit vb. kalıntıları çöktürmek üzere karıştırma işleminden sonra, eriyiğin 850-900°C sıcaklığa aşırı ısıtılması, mekanik özellikleri iyi olan ince taneli bir döküm içyapısının elde edilmesini sağlar. Aşırı ısıtmanın diğer metallerde yaratmadığı bu etki, mevcut tüm kristal çekirdeklerin çözünmesi ve katılaşma sıcaklığında çok sayıda yeni çekirdeğin birden oluşmasıyla açıklanmaktadır. 

Döküm aşamasına geçmeden eriyik kükürtle örtülür. Böylece kalıba akıtma sırasında SO₂ atmosferiyle çevrelenen sıvı me-talin hava ile teması ve tutuşması engellenmiş olur.

Kum kalıbın eriyikle reaksiyona girip parça yüzeyini bozması, kuma kükürt veya borik asit katılarak önlenebilir.

Magnezyum alaşımlarının basınçlı dökümünde kalıp ömrü çinko ve alüminyumunkinden daha uzundur. Demir içinde çözünürlüğü çok az olan magnezyum, döküm kalıbını erozyona uğratmaz. Ayrıca düşük yoğunluğu nedeniyle birim ağırlığından elde edilen parça sayısı, örneğin çinko alaşımlarıyla karşılaştırıldığında, yaklaşık bire dört oranına ulaşır. Magnezyum ve alaşımları havada kendiliğinden hızla oluşan, gri renkli bir oksit örtüsüne sahiptirler. Ancak kimyasal etkileri kuvvetli ortamlarda, söz konusu doğal oluşum yeterli direnci sağlayamadığı için, korozyondan koruyucu önlemler alınması zorunlu olur. Bu amaçla kullanılan en yaygın yöntem, nitrik asit ve potasyum bikromat karışımı ile yüzeyi dağlamaktır. Böylece parça bronza benzer görünümde ve yüzeye iyi tutunan bir tabaka ile kaplanır. Deniz atmosferinde ayrıca boyama da gereklidir.