Las aleaciones de magnesio son mezclas de magnesio (el metal estructural más ligero) con otros metales (llamados aleación ), a menudo aluminio , zinc , manganeso , silicio , cobre , tierras raras y circonio . Las aleaciones de magnesio tienen una estructura reticular hexagonal , lo que afecta las propiedades fundamentales de estas aleaciones. La deformación plástica de la red hexagonal es más complicada que en los metales de red cúbica como el aluminio, el cobre y el acero ; por lo tanto, las aleaciones de magnesio se utilizan normalmente como aleaciones fundidas , pero la investigación sobre aleaciones forjadas ha sido más extensa desde 2003. Las aleaciones fundidas de magnesio se utilizan para muchos componentes de los automóviles modernos y se han utilizado en algunos vehículos de alto rendimiento ; El magnesio fundido a presión también se utiliza para cuerpos de cámaras y componentes de lentes .
Las aleaciones de magnesio comercialmente dominantes contienen aluminio (3 a 13 por ciento). Otra aleación importante contiene Mg, Al y Zn. [1] Algunos son endurecibles mediante tratamiento térmico .
Todas las aleaciones se pueden usar para más de una forma de producto, pero las aleaciones AZ63 y AZ92 se usan más para fundiciones en arena , AZ91 para fundiciones a presión y AZ92 generalmente se emplean para fundiciones en moldes permanentes (mientras que AZ63 y A10 a veces también se usan en este último). aplicación también). Para piezas forjadas , el AZ61 es el más utilizado, y aquí se emplea la aleación M1 donde se requiere baja resistencia y AZ80 para mayor resistencia. Para extrusiones , se fabrica una amplia gama de formas, barras y tubos a partir de aleación M1 donde una resistencia baja es suficiente o donde se planea soldar a piezas fundidas M1. Las aleaciones AZ31, AZ61 y AZ80 se emplean para extrusiones en el orden mencionado, donde el aumento de la resistencia justifica sus mayores costos relativos. [2] [ se necesita cita completa ]
Magnox (aleación) , cuyo nombre es una abreviatura de "magnesio no oxidante", está compuesta por un 99% de magnesio y un 1% de aluminio, y se utiliza en el revestimiento de las barras de combustible de los reactores nucleares de potencia magnox .
Las aleaciones de magnesio se denominan mediante códigos cortos (definidos en ASTM B275) que indican composiciones químicas aproximadas en peso. Por ejemplo, AS41 tiene 4% de aluminio y 1% de silicio; AZ81 es 7,5% aluminio y 0,7% zinc. Si está presente aluminio, casi siempre está presente también un componente de manganeso en aproximadamente un 0,2% en peso, lo que sirve para mejorar la estructura del grano; si no hay aluminio ni manganeso, el circonio suele estar presente en aproximadamente un 0,8% para este mismo propósito. El magnesio es un material inflamable y debe manipularse con cuidado.
Los nombres de las aleaciones de magnesio suelen estar formados por dos letras seguidas de dos números. Las letras indican los principales elementos de aleación (A = aluminio, Z = zinc, M = manganeso, S = silicio). Los números indican las respectivas composiciones nominales de los principales elementos de aleación. La marca AZ91, por ejemplo, transmite una aleación de magnesio con aproximadamente un 9 por ciento en peso de aluminio y un 1 por ciento en peso de zinc. La composición exacta debe confirmarse a partir de estándares de referencia.
El sistema de designación de las aleaciones de magnesio no está tan estandarizado como en el caso de los aceros o las aleaciones de aluminio; la mayoría de los productores siguen un sistema que utiliza una o dos letras de prefijo, dos o tres números y una letra de sufijo. Las letras del prefijo designan los dos principales metales de aleación según el siguiente formato desarrollado en la especificación ASTM B275, como se muestra en la tabla de la derecha. [2]
El aluminio, el zinc, el circonio y el torio favorecen el endurecimiento por precipitación : el manganeso mejora la resistencia a la corrosión; [3] y el estaño mejora la moldeabilidad. El aluminio es el elemento de aleación más común. Los números corresponden al porcentaje redondeado de los dos elementos principales de la aleación, y siguen alfabéticamente a medida que las composiciones se vuelven estándar. La designación del temperamento es prácticamente la misma que en el caso del aluminio. Usando –F, -O, -H1, -T4, -T5 y –T6. El molde permanente con arena y la fundición a presión están bien desarrollados para las aleaciones de magnesio, siendo la fundición a presión la más popular. Aunque el magnesio es aproximadamente el doble de caro que el aluminio, su proceso de fundición a presión en cámara caliente es más fácil, más económico y entre un 40% y un 50% más rápido que el proceso de cámara fría requerido para el aluminio. El comportamiento de conformado es deficiente a temperatura ambiente, pero la mayoría de los procesos convencionales se pueden realizar cuando el material se calienta a temperaturas de 450 a 700 °F (232 a 371 °C). Como estas temperaturas se alcanzan fácilmente y generalmente no requieren una atmósfera protectora, se fabrican muchos productos de magnesio moldeados y estirados . La maquinabilidad de las aleaciones de magnesio es la mejor de cualquier metal comercial y, en muchas aplicaciones, los ahorros en los costos de mecanizado compensan con creces el mayor costo del material. [ cita necesaria ] Sin embargo, es necesario mantener las herramientas afiladas y dejar suficiente espacio para las virutas. Las aleaciones de magnesio se pueden soldar por puntos casi tan fácilmente como el aluminio, pero es necesario un cepillado o una limpieza química antes de formar la soldadura. La soldadura por fusión se lleva a cabo más fácilmente mediante procesos que utilizan una atmósfera protectora inerte de gas argón o helio. Existe una considerable desinformación sobre el riesgo de incendio en el procesamiento de aleaciones de magnesio. Es cierto que las aleaciones de magnesio son altamente combustibles cuando están en forma finamente dividida, como polvo o virutas finas, y este peligro nunca debe ignorarse. Por encima de 427 °C (800 °F), se requiere una atmósfera no combustible y libre de oxígeno para suprimir la combustión. Las operaciones de fundición a menudo requieren precauciones adicionales debido a la reactividad del magnesio con arena y agua en forma de lámina, barra, extrusión o fundición; sin embargo, las aleaciones de magnesio no presentan ningún riesgo real de incendio. [2]
Las aleaciones que contienen torio no se suelen utilizar, ya que un contenido de torio superior al 2% requiere que un componente se maneje como material radiactivo, aunque el magnesio toriado conocido como Mag-Thor se utilizó en aplicaciones militares y aeroespaciales en la década de 1950. De manera similar, el uso de aleaciones que contienen uranio ha disminuido hasta el punto en que la designación ASTM B275 "G" ya no está en la norma.
Las aleaciones de magnesio se utilizan tanto para componentes fundidos como forjados; las aleaciones que contienen aluminio se suelen utilizar para fundición y las que contienen circonio para piezas forjadas; Las aleaciones a base de circonio se pueden utilizar a temperaturas más altas y son populares en el sector aeroespacial.
Las aleaciones de magnesio+itrio+tierras raras+circonio como WE54 y WE43 (esta última con composición Mg 93,6%, Y 4%, Nd 2,25%, 0,15% Zr) pueden funcionar sin fluencia hasta 300 °C y son razonablemente resistentes a la corrosión. .
En ocasiones, los nombres comerciales se han asociado con aleaciones de magnesio. Ejemplos son:
La tensión de prueba de fundición de magnesio suele ser de 75 a 200 MPa, la resistencia a la tracción de 135 a 285 MPa y el alargamiento de 2 a 10%. La densidad típica es 1,8 g/cm 3 y el módulo de Young es 42 GPa. [4] Las aleaciones fundidas más comunes son:
La tensión de prueba de la aleación forjada de magnesio suele ser de 160 a 240 MPa, la resistencia a la tracción es de 180 a 440 MPa y el alargamiento es de 7 a 40 %. [6] Las aleaciones forjadas más comunes son:
Las aleaciones forjadas de magnesio tienen una característica especial. Su resistencia a la compresión es menor que la resistencia a la tracción. Después de la conformación, las aleaciones forjadas de magnesio tienen una textura fibrosa en la dirección de deformación, lo que aumenta la resistencia a la tracción. En compresión, la resistencia a la prueba es menor debido a la macla de cristales , [7] que ocurre más fácilmente en compresión que en tensión en aleaciones de magnesio debido a la estructura de red hexagonal.
Las extrusiones de polvos rápidamente solidificados alcanzan resistencias a la tracción de hasta 740 MPa debido a su carácter amorfo , [8] que es dos veces más resistente que las aleaciones de magnesio tradicionales más resistentes y comparable a las aleaciones de aluminio más resistentes .
Las ventajas particulares del magnesio son similares a las de las aleaciones de aluminio: gravedad específica baja con resistencia satisfactoria. El magnesio ofrece ventajas sobre el aluminio, ya que tiene una densidad incluso menor (≈ 1,8 g/cm 3 ) que el aluminio (≈ 2,8 g/cm 3 ). [14] Las propiedades mecánicas de las aleaciones de magnesio tienden a ser inferiores a las de las aleaciones de aluminio más resistentes. [15]
La relación resistencia-peso de las aleaciones de magnesio endurecidas por precipitación es comparable a la de las fuertes aleaciones de aluminio o a la de los aceros aleados. Las aleaciones de magnesio, sin embargo, tienen una densidad más baja, soportan una mayor carga de columna por unidad de peso y tienen un módulo específico más alto . También se utilizan cuando no se necesita una gran resistencia, pero se desea una forma gruesa y ligera, o cuando se necesita mayor rigidez . Algunos ejemplos son piezas fundidas complicadas, como carcasas o cajas para aviones, y piezas para máquinas de movimiento alternativo o que giran rápidamente. Tales aplicaciones pueden inducir el maclado y desguace de cristales cíclicos, lo que reduce el límite elástico bajo el cambio de dirección de carga. [7]
La resistencia de las aleaciones de magnesio se reduce a temperaturas elevadas; temperaturas tan bajas como 93 °C (200 °F) producen una reducción considerable en el límite elástico. La mejora de las propiedades a altas temperaturas de las aleaciones de magnesio es un área de investigación activa con resultados prometedores. [15]
Las aleaciones de magnesio muestran una fuerte anisotropía y una pobre formabilidad a temperatura ambiente debido a su estructura cristalina hexagonal compacta, lo que limita los modos de procesamiento prácticos. [16] [7] A temperatura ambiente, el deslizamiento de dislocación en el plano basal y la macla mecánica de cristales son los únicos mecanismos de deformación operativos; la presencia de maclado requiere además que unas condiciones de carga específicas sean favorables. [7] Por estas razones, el procesamiento de aleaciones de magnesio debe realizarse a altas temperaturas para evitar una fractura frágil. [17]
Las propiedades de alta temperatura de las aleaciones de magnesio son relevantes para aplicaciones automotrices y aeroespaciales, donde la desaceleración de la fluencia juega un papel importante en la vida útil del material. Las aleaciones de magnesio generalmente tienen malas propiedades de fluencia; Esta deficiencia se atribuye a las adiciones de solutos en lugar de a la matriz de magnesio, ya que el magnesio puro muestra una vida de fluencia similar a la del aluminio puro, pero las aleaciones de magnesio muestran una vida de fluencia menor en comparación con las aleaciones de aluminio. [15] [17] La fluencia en las aleaciones de magnesio se produce principalmente por deslizamiento por dislocación, deslizamiento cruzado activado y deslizamiento del límite de grano . [18] Se ha demostrado que la adición de pequeñas cantidades de zinc en aleaciones de Mg-RE aumenta la vida útil en un 600% al estabilizar los precipitados en los planos basal y prismático mediante un endurecimiento de la unión localizada. [18] Estos desarrollos han permitido que las aleaciones de magnesio se utilicen en aplicaciones automotrices y aeroespaciales a temperaturas relativamente altas. [15] Los cambios microestructurales a altas temperaturas también están influenciados por la recristalización dinámica en aleaciones de magnesio de grano fino. [7]
Se investigan las contribuciones individuales del gadolinio y el itrio al endurecimiento por envejecimiento y a la resistencia a altas temperaturas de aleaciones de magnesio que contienen ambos elementos utilizando aleaciones que contienen diferentes proporciones molares de Gd:Y de 1:0, 1:1, 1:3 y 0:1 con una constante. Contenido de Y+Gd de 2,75% molar. Todas las aleaciones investigadas exhiben un notable endurecimiento por envejecimiento mediante precipitación de la fase β con estructura cristalina DO19 y la fase β con estructura cristalina BCO, incluso a temperaturas de envejecimiento superiores a 200 °C. Ambos precipitados se observan en muestras de máxima edad. Los precipitados que contribuyen al endurecimiento por envejecimiento son finos y su cantidad aumenta a medida que aumenta el contenido de Gd, y esto da como resultado un aumento de la dureza máxima, la resistencia a la tracción y la tensión de prueba del 0,2%, pero una disminución del alargamiento. Por otro lado, un mayor contenido de Y aumenta el alargamiento de las aleaciones pero da como resultado una menor resistencia. [2]
A pesar de la naturaleza activa del metal, [ se necesita aclaración ] el magnesio y sus aleaciones tienen buena resistencia a la corrosión en el aire a temperatura ambiente. [ cita necesaria ] La velocidad de corrosión es lenta en comparación con la oxidación del acero dulce en la misma atmósfera. [ cita necesaria ] La inmersión en agua salada es problemática, pero se ha logrado una gran mejora en la resistencia a la corrosión del agua salada, especialmente para materiales forjados, reduciendo algunas impurezas, particularmente níquel y cobre, a proporciones muy bajas [19] o usando recubrimientos apropiados. . [20]
Las aleaciones de magnesio se endurecen rápidamente con cualquier tipo de trabajo en frío y, por lo tanto, no pueden formarse en frío en gran medida sin un recocido repetido . El doblado, el hilado o el estirado brusco se deben realizar a aproximadamente 500 a 600 °F (260 a 316 °C), aunque se puede doblar suavemente alrededor de radios grandes en frío. El conformado lento da mejores resultados que el conformado rápido. Se prefiere el forjado con prensa al forjado con martillo, porque la prensa permite más tiempo para que el metal fluya. El rango de forjado de plástico es de 500 a 800 °F (260 a 427 °C). El metal trabajado fuera de este rango se rompe fácilmente debido a la falta de mecanismos de deformación disponibles. [7]
En la fundición se utilizan aleaciones de magnesio, especialmente aleaciones endurecidas por precipitación . Se utilizan métodos de arena, molde permanente y fundición a presión , pero la fundición con yeso de París aún no se ha perfeccionado. La fundición en arena en moldes de arena verde requiere una técnica especial, porque el magnesio reacciona con la humedad de la arena, formando óxido de magnesio y liberando hidrógeno. El óxido forma áreas ennegrecidas llamadas quemaduras en la superficie de la pieza fundida y el hidrógeno liberado puede causar porosidad. Se mezclan inhibidores como azufre, ácido bórico, etilenglicol o fluoruro de amonio con la arena húmeda para evitar la reacción. Todos los moldes alimentados por gravedad requieren una columna extra alta de metal fundido para hacer que la presión sea lo suficientemente grande como para expulsar las burbujas de gas de la fundición y hacer que el metal tome los detalles del molde. El espesor de la pared de fundición debe ser de al menos 5/32 pulgadas en la mayoría de las condiciones. Se deben prever filetes extra grandes en todas las esquinas entrantes, ya que la concentración de tensiones en las piezas fundidas de magnesio es particularmente peligrosa. Las piezas fundidas en molde permanente están hechas de las mismas aleaciones y tienen aproximadamente las mismas propiedades físicas que las piezas fundidas en arena. Dado que la contracción por solidificación del magnesio es aproximadamente la misma que la del aluminio, los moldes de aluminio a menudo se pueden adaptar para fabricar piezas fundidas de aleaciones de magnesio (aunque puede ser necesario cambiar la entrada). Las piezas fundidas a presión en cámara fría se utilizan para la producción en cantidad de piezas pequeñas. La rápida solidificación causada por el contacto del metal fluido con la matriz fría produce una pieza fundida de estructura densa con excelentes propiedades físicas. El acabado y la precisión dimensional son muy buenos, y el mecanizado sólo es necesario cuando se requiere una precisión extrema. Por lo general, estas piezas fundidas no reciben tratamiento térmico.
Muchas aleaciones de magnesio estándar se sueldan fácilmente con gas o equipos de soldadura por resistencia, pero no se pueden cortar con un soplete de oxígeno. Las aleaciones de magnesio no se sueldan a otros metales porque se pueden formar compuestos intermetálicos frágiles o porque la combinación de metales puede promover la corrosión. Cuando se sueldan dos o más piezas entre sí, sus composiciones deben ser la misma. La soldadura de aleaciones de magnesio sólo es factible para tapar defectos superficiales en piezas. Las soldaduras son incluso más corrosivas que las del aluminio y nunca se debe exigir que las piezas resistan tensiones. Las uniones remachadas en estructuras de aleación de magnesio suelen emplear remaches de aluminio o de aleación de aluminio y magnesio. Los remaches de magnesio no se utilizan con frecuencia porque deben clavarse cuando están calientes. Los orificios para los remaches deben perforarse, especialmente en láminas pesadas y secciones extruidas, ya que el punzonado tiende a darle un borde áspero al orificio y provocar concentraciones de tensión.
Un atractivo especial de las aleaciones de magnesio reside en sus extraordinariamente buenas propiedades de mecanizado , en las que son superiores incluso al latón para atornillar. La potencia necesaria para cortarlos es pequeña y se pueden utilizar velocidades extremadamente altas (5000 pies por minuto en algunos casos). Las mejores herramientas de corte tienen formas especiales, pero se pueden utilizar herramientas para mecanizar otros metales, aunque se obtiene una eficiencia algo menor. Cuando se corta magnesio a alta velocidad, las herramientas deben estar afiladas y cortar en todo momento. Las herramientas desafiladas que se arrastran y funcionan a alta velocidad pueden generar suficiente calor para encender virutas finas. Dado que las virutas y el polvo del pulido pueden representar un riesgo de incendio, el pulido debe realizarse con un refrigerante o con un dispositivo para concentrar el polvo bajo el agua. La amoladora de magnesio no debe utilizarse tampoco para metales ferrosos, ya que una chispa podría encender el polvo acumulado. Si se produce un incendio de magnesio, se puede sofocar con virutas de hierro fundido o arena seca, o con otros materiales preparados especialmente para ese fin. Nunca se deben utilizar extintores de agua o líquidos, porque tienden a dispersar el fuego. En realidad, es mucho más difícil encender virutas y polvo de magnesio de lo que habitualmente se supone, por lo que no presentan grandes dificultades de mecanizado. Las técnicas especiales que deben utilizarse para fabricar magnesio (trabajo, fundición y unión) aumentan considerablemente el costo de fabricación. Al seleccionar entre aluminio y magnesio o una pieza determinada, el costo base del metal puede no brindar mucha ventaja a ninguno de los dos, pero generalmente las operaciones de fabricación hacen que el magnesio sea más asequible. [2] Quizás no exista ningún grupo de aleaciones donde la extrusión sea más importante que para éstas, ya que la estructura de grano comparativamente grueso del material fundido hace que la mayoría de ellas sean demasiado susceptibles al agrietamiento para trabajar por otros medios hasta que se deformen lo suficiente. Se ha impartido para refinar el grano. Por lo tanto, excepto en el caso de una o dos aleaciones blandas, el mecanizado es invariablemente un paso preliminar antes de otros procesos de conformación.
No se extruye mucho magnesio puro , ya que tiene propiedades algo pobres, especialmente en lo que respecta a su resistencia a la prueba. Los elementos de aleación que más preocupan actualmente son el aluminio, el zinc, el cerio y el circonio; El manganeso también suele estar presente ya que, aunque tiene poco efecto sobre la resistencia, tiene una valiosa función para mejorar la resistencia a la corrosión. Una importante aleación binaria, que contiene hasta un 2,0% de manganeso, se utiliza ampliamente para la fabricación de láminas laminadas. Es comparativamente suave y más fácil de extruir que otras aleaciones, y también es una de las pocas que se puede laminar directamente sin preextrusión. En el Reino Unido, las extrusiones se fabrican a partir de palanquillas de 2,87 a 12 pulgadas (73 a 305 mm) de diámetro. En prensas de potencia variable entre 600 y 3500 toneladas; Las presiones máximas normales sobre el tocho son de 30 a 50 toneladas/m2. En los EE. UU., la compañía química Dow instaló recientemente una prensa de 13.200 toneladas capaz de manejar palanquillas de hasta 32 pulgadas. La técnica de extrusión es generalmente similar a la de las aleaciones a base de aluminio pero, según Wilkinson y Fox, el diseño de la matriz requiere una consideración especial y, en En su opinión, deberían incorporar longitudes de rodamiento cortas y entradas de matriz afiladas. La extrusión de tubos en aleaciones AM503, ZW2 y ZW3 ahora se fabrica con matrices de puente. (Las aleaciones que contienen aluminio no se sueldan satisfactoriamente.) A diferencia de la práctica anterior de utilizar palanquillas perforadas, ahora se utiliza la perforación con mandril en la extrusión de tubos de gran diámetro en aleación ZW3.
La rigidez de las aleaciones hacia la extrusión aumenta proporcionalmente a la cantidad de elementos endurecedores que contienen, y la temperatura empleada es generalmente mayor cuanto mayor es la cantidad de éstos. Las temperaturas de la palanquilla también se ven afectadas por el tamaño de las secciones, siendo más altas para reducciones fuertes, pero generalmente están en el rango de 250 a 450 °C (482 a 842 °F). Las temperaturas de los contenedores deben ser idénticas o ligeramente superiores a la temperatura de la palanquilla. El precalentamiento de las palanquillas debe realizarse de manera uniforme para favorecer en la medida de lo posible una estructura homogénea mediante la absorción de compuestos, como el Mg4Al, presentes en las aleaciones.
Fox señala y esto también es aplicable a las aleaciones de aluminio. La estructura inicial del tocho es importante y vale la pena utilizar métodos de fundición que conduzcan a un grano fino. En el material grueso, están presentes partículas más grandes de los compuestos que se disuelven con menor facilidad y tienden a provocar un gradiente de solución. En las aleaciones de magnesio, esto provoca tensiones internas, ya que la disolución va acompañada de una pequeña contracción, y también puede influir en la uniformidad de la respuesta a un tratamiento térmico posterior.
La aleación binaria de magnesio y manganeso (AM505) se extruye fácilmente a bajas presiones en el rango de temperatura de 250 a 350 °C (482 a 662 °F). La temperatura real utilizada depende de la reducción y la longitud del tocho en lugar de las propiedades deseadas. que son relativamente insensibles a las condiciones de extrusión. El buen estado de la superficie de la extrusión se logra sólo con altas velocidades, del orden de 15 a 30 metros (49 a 98 pies) por minuto.
Con las aleaciones que contienen aluminio y zinc, y particularmente aquellas con mayores contenidos de aluminio, como AZM y AZ855, surgen dificultades a altas velocidades debido a la falta de calor. En condiciones cercanas al equilibrio, el magnesio es capaz de disolver aproximadamente un 12 por ciento de aluminio, pero en palanquillas fundidas, entre un 4 y un 5 por ciento en peso suele representar el límite de solubilidad. Por lo tanto, las aleaciones que contienen 6% en peso de Al o más contienen Mg4Al3, que forma una fusión eutéctica a 435 °C. La temperatura de extrusión puede variar de 250 a 400 °C (482 a 752 °F), pero en los valores más altos las velocidades están restringidas a aproximadamente 4 metros (13 pies) por minuto. La colada continua mejora la homogeneidad de estas aleaciones y el enfriamiento por agua de las matrices o el calentamiento cónico de las palanquillas facilita aún más su extrusión.
La introducción de las aleaciones de magnesio, zinc y circonio, ZW2 y ZW3, representa un avance considerable en la tecnología de las aleaciones de magnesio por varias razones. Son de alta resistencia, pero como no contienen aluminio, el tocho fundido contiene sólo pequeñas cantidades de la segunda fase. Dado que la temperatura del sólido aumenta aproximadamente 100 °C (180 °F), el riesgo de falta de calor a velocidades de extrusión relativamente altas se reduce mucho. Sin embargo, las propiedades mecánicas son sensibles al tiempo de precalentamiento de la palanquilla, la temperatura y la velocidad de extrusión. Los tiempos de precalentamiento prolongados y las temperaturas y velocidades altas producen propiedades similares a las de las aleaciones más antiguas que contienen aluminio. Los tiempos de calentamiento deben ser cortos y las temperaturas y velocidades bajas para producir altas propiedades. Aumentar el contenido de zinc al 5 o 6% en peso, como en las aleaciones americanas ZK60 y ZK61, reduce la sensibilidad a la velocidad de extrusión con respecto a las propiedades mecánicas.
La aleación de materiales que contienen circonio ha sido un problema importante en su desarrollo. Es habitual añadir circonio procedente de una sal, y un control cuidadoso puede producir buenos resultados. Dominion Magnesium Limited en Canadá ha desarrollado un método de adición de forma convencional a través de una aleación maestra.
La explicación de las bajas velocidades de extrusión necesarias para extruir con éxito algunas aleaciones de magnesio no se encuentra fuera de las razones expuestas para otros metales. Altwicker considera que la causa más importante está relacionada. Con el grado de recuperación de la deformación de los cristales, que es menos completa cuando se aplica trabajo rápidamente, provocando mayores tensiones y el agotamiento de la capacidad de deslizamiento en los cristales. Esto es digno de consideración, ya que la velocidad de recristalización varía de un metal a otro y según la temperatura. También es un hecho que un metal trabajado en lo que se considera su rango de trabajo frecuentemente puede mostrar un marcado endurecimiento por trabajo si se templa inmediatamente después de la deformación, lo que demuestra que la pérdida temporal de plasticidad puede acompañar fácilmente al trabajo rápido. [21] [22]
Se han probado el escandio y el gadolinio como elementos de aleación; una aleación con 1% de manganeso, 0,3% de escandio y 5% de gadolinio ofrece una resistencia a la fluencia casi perfecta a 350°C. [23] La composición física de estas aleaciones multicomponente es complicada y se forman placas de compuestos intermetálicos como Mn 2 Sc. Se ha demostrado que la adición de zinc a aleaciones de Mg-RE aumenta en gran medida la vida útil al estabilizar los precipitados de RE. [18] El erbio también se ha considerado como aditivo. [24]
Agregar un 10% de litio al magnesio produce una aleación que puede usarse como ánodo mejorado en baterías con un cátodo de dióxido de manganeso. [25] Las aleaciones de magnesio y litio son generalmente blandas y dúctiles, y la densidad de 1,4 g/cm 3 es atractiva para aplicaciones espaciales.
Agregar un 2% de calcio en peso a la aleación de magnesio AM60 da como resultado la aleación de magnesio no combustible AMCa602. [26] La mayor reactividad de oxidación del calcio hace que se forme una capa de óxido de calcio antes de que el magnesio se encienda. La temperatura de ignición de la aleación se eleva entre 200 y 300 K. No es necesaria una atmósfera libre de oxígeno para las operaciones de mecanizado.