Области применения магния. Магний применяют в виде металлических пластин при защите от коррозии морских судов и трубопроводов. Защитное действие магниевого протектора связано с тем, что из стальной конструкции и магниевого протектора магний стоит в электрохимическом ряду напряжений левее, чем железо создатся электрическая цепь. Происходит разрушение магниевого протектора основная же стальная часть конструкции при этом сохраняется.
В металлургии магний используют как раскислитель вещество, связывающее вредные примеси в расплаве железа. Добавка 0,5 магния в чугун сильно повышает ковкость чугуна и его сопротивление на разрыв.
Используют магний и при изготовлении некоторых гальванических элементов. Сплавы магния играют в технике очень важную роль. Существует целое семейство магниевых сплавов с общим названием электрон. Основу их составляет магний в сочетании с алюминием 10, цинком до 5, марганцем 1-2. Малые добавки других металлов придают электрону различные ценные свойства. Но главным свойством всех видов электронов является их лгкость 1,8 гсм3 и прекрасные механические свойства. Их используют в тех отраслях техники, где особенно высоко ценится лгкость в самолто- и ракетостроении. В последние годы созданы новые устойчивые на воздухе магниево-литиевые сплавы с совсем малой плотностью 1,35 гсм3. Их использование в технике очень перспективно.
Магниевые сплавы цены не только из-за своей лгкости. Их тепломкость в 2-2,5 раза выше, чем у стали. Аппаратура из магниевых сплавов нагревается меньше стальной. Используют и сплав алюминия с большим содержанием магния 5-30. Этот сплав магналит тврже и прочнее алюминия, легче обрабатывается и полируется.
Число металлов, с которыми магний образует сплавы, велико. Из диаграммы, иллюстрирующей правило Юм-Розери, ясна удивительная особенность магния не смешиваться в расплаве со своим близким по положению в таблице Менделеева соседом бериллием. Из-за сильного различия межатомных расстояний не образует магний сплавов и с железом. Среди кислородных соединений Mg нужно отметить оксид магния MgO, называемый также жжной магнезией. Он применяется в изготовлении огнеупорных кирпичей, т.к. температура его плавления 2800оС. Жжная магнезия используется и в медицинской практике.
Интересны силикаты магния тальк 3MgO4SiO2H2O и асбест CaOMgO4SiO2, обладающие высокой огнестойкостью. Асбест имеет волокнистое строение, поэтому его можно прясть и изготавливать из него спецодежду для работы при высоких температурах. Карбонаты и силикаты магния в воде нерастворимы. Интерес к магнию и сплавам на его основе обусловлен, с одной стороны, сочетанием важных для практического использования свойств, а с другой стороны, большими сырьевыми ресурсами магния.
Велика сфера использования магния и магниевых сплавов со специальными химическими свойствами, например в источниках тока и для протекторов при защите стальных сооружений от коррозии. В СНГ, как и за рубежом, имеются большие запасы минерального сырья магния, удобные для его извлечения. Это месторождения тврдых солей, содержащих магний, а также рассолы ряда соляных озр. Кроме того, магний может извлекаться из морской воды. Таким образом для магния не стоит проблема истощения сырьевых ресурсов, которая приобретает вс большее значение для многих других, промышленно важных металлов. Хотя магний является одним из основных промышленных металлов, но объм его производства продолжает заметно уступать объму производства алюминия и стали.
Определнную ориентировку в потребностях промышленности в магнии дат рассмотрение его производства и потребления в развитых капиталистических и развивающихся странах.
После второй мировой войны и вплоть до начала 70-х годов XX столетия в них наблюдался непрерывный рост производства и потребления магния, затем произошла его стабилизация. Крупнейшим производителем магния в капиталистических странах являются США, доля которых в общем производстве несколько больше 50. Конструкционные магниевые сплавы это лишь одна, причм не самая большая по объму область применения магния. Магний широко используется как химический реагент во многих металлургических процессах.
В частности, он применяется в чрной металлургии для обработки чугуна с целью десульфурации. В общем в последние годы имеется тенденция к расширению применения магния в качестве химического реагента. Значительное количество магния используется для получения титана, и надо искать пути повышения эффективности применения его в этих целях. Проявляется также значительный интерес к магнию и сплавам на его основе как аккумуляторам водорода. Имеется определнная предубежднность против магниевых сплавов со стороны потребителей в отношении их пожароопасности, низкой коррозионной стойкости, повышенной чувствительности к концентраторам напряжений.
Эту предубежднность следует преодолевать. В то же время следует продолжить работы, направленные на улучшение служебных характеристик магниевых сплавов, в частности на повышение их коррозийной стойкости. Основные тенденции в развитии потребления магния в мире. В последние годы за рубежом положение магния как одного из масштабных промышленных металлов упрочнилось в 1980 году впервые в мирное время был превзойдн максимальный уровень производства магния военного 1943 года. Несмотря на отдельные спады, обусловленные общей неблагоприятной коньюктурой, потребление магния оставалось стабильным, хотя цены на него и выросли в 1,9 раза. Самым крупным производителем и потребителем первичного магния за рубежом остаются США, но их доля в мировом потреблении за 1975-85гг сократилось с 51,7 до 41,5. Норвегия и США крупнейшие экспортры магния по 36-45 тыс. тонн в год. США являются также крупнейшим производителем магния из вторичного сырья.
Второе место по объма потребления магния занимает Западная Европа 30. Потребление магния в Японии оценивается на уровне 20-25 тыс. тонн в год, из которых 69 расходуется в производстве алюминиевых сплавов и высокопрочного чугуна, на отливки из магниевых сплавов 4,9. Магний за рубежом используется во многих отраслях промышленности.
Вс разнообразие направлений использования можно условно разделить на 3 группы 1. Применение магния в производстве алюминиевых сплавов, в которых добавляют от 0,5 до 10 магния.
Алюминиевые сплавы, содержащие магний, отличаются высокой удельной прочностью, коррозийной стойкостью и хорошо обрабатываются резанием. 2. Приготовление сплавов конструкционного назначения на основе магния. Содержание магния в таких сплавах 90-98. Деформируемые магниевые сплавы и литые заготовки из них находят применение в ряде отраслей промышленности, прежде всего в аэрокосмической промышленности, далее идут военная и автомобильная. 3. Использование магния в качестве химического реагента в чрной и цветной металлургии для восстановления Be, Ti, U, Zr, Hf и др.металлов, в химии в основном в реакции Гриньяра, также в качестве расходуемых анодов для катодной защиты от коррозии стальных конструкций, подземных трубопроводов и резервуаров.
Магний в этих процессах полностью расходуется. Лом и отходы не образуются, в отличии от первых двух групп, где он может повторно использоваться в виде вторичных сплавов.
В условиях дефицита магния также актуальной является задача более рационального использования имеющихся ресурсов металла, сокращение потерь его на всех этапах переработки и использования. Например, более эффективно может быть использован вторичный магниевый сплав типа МА9С6 для легирования алюминиевых сплавов взамен первичного металла. Предпочтительнее выглядит и прямое использование отходов из магниевых сплавов в виде брикетов стружки взамен чушкового металла, например, для десульфурации или модифицирования чугуна, производстве модификаторов типа железо-кремний-магний.
Использование магния в аппаратах космической и авиационной техники, автомобилестроении, различных агрегатах и ответственных приборах предъявляя особые требования к технологии производства литья из магниевых сплавов. Потребность народного хозяйства в магнии и магниевых сплавах значительно превышает возможность их производства.
Это ставит перед металлургами, технологами и разработчиками новые проблемы повышения качества литья, использования лома и стружки, создание безотходных и малоотходных технологий производства. Обостряются вопросы экологии. 9.