Ligas de magnésio: Soluções leves para a engenharia moderna

Introdução

A engenharia moderna sempre busca materiais que sejam leves e, ao mesmo tempo, resistentes. Materiais mais leves ajudam a reduzir o consumo de energia em veículos e outros sistemas móveis. Atualmente, os engenheiros dão mais atenção às ligas que equilibram leveza e durabilidade. As ligas de magnésio atendem muito bem a essa necessidade. Elas oferecem uma solução leve sem sacrificar muito o desempenho mecânico.

As ligas de magnésio ganham atenção em muitos campos. Elas têm sido usadas em peças de automóveis, aviões e até mesmo em equipamentos esportivos. Sua crescente popularidade se deve a melhorias contínuas nas técnicas de liga. Aditivos simples, como alumínio, zinco, manganês e elementos de terras raras, ajudam a melhorar o desempenho e a trabalhabilidade.

Tipos de ligas de magnésio

Há várias séries de ligas de magnésio em uso atualmente. Cada tipo de liga tem suas próprias propriedades e aplicações. A seguir, vamos nos concentrar em três tipos principais.

1. série AZ (à base de alumínio e zinco)

Essa liga é misturada com alumínio e zinco. A série AZ oferece maior resistência em comparação com o magnésio puro. Os engenheiros a escolhem para peças que suportam estresse. A adição de alumínio melhora a resistência à corrosão, enquanto o zinco ajuda a melhorar a ductilidade. As peças da série AZ geralmente apresentam resistência à tração na faixa de 240 a 350 megapascal. Elas são usadas em componentes em que é necessária alta resistência. Exemplos comuns incluem engrenagens e suportes estruturais em máquinas leves.

2. série AM (à base de alumínio e manganês)

Essa série é composta por ligas de alumínio e manganês. A série AM oferece um bom equilíbrio entre resistência e conformabilidade. O manganês ajuda a estabilizar a estrutura contra a corrosão. Ela pode suportar quantidades moderadas de estresse continuamente. As propriedades da série AM geralmente incluem resistência ao escoamento em torno de 150 a 250 megapascal. Essas ligas são comumente encontradas em autopeças e componentes menores. Elas permitem processos de conformação mais simples. Sua facilidade de processamento as torna populares para aplicações em que são necessárias formas complexas.

3. série WE (à base de terras raras)

A série WE contém elementos de terras raras. Esses elementos aumentam a força da liga e sua resistência a altas temperaturas. A série WE pode trabalhar em ambientes onde outras ligas podem perder resistência. Ela é frequentemente usada em peças que precisam manter um bom desempenho com mudanças de temperatura. A resistência à tração pode ser maior do que a das outras séries, às vezes chegando a mais de 300 megapascal. O custo é um fator a ser considerado aqui, mas os benefícios superam os gastos em aplicações de alto desempenho. A resistência aprimorada a altas temperaturas torna a série WE a principal candidata para peças que trabalham em condições adversas.

Em resumo, a série AZ é escolhida quando a força e a resistência à corrosão são fundamentais. A série AM se encaixa onde a ductilidade e a facilidade de processamento são necessárias. A série WE é mais adequada para maior resistência e resistência à temperatura.

Aplicações das ligas de magnésio na engenharia moderna

1. Automotivo: Redução do peso do veículo para aumentar a eficiência do combustível

No setor automotivo, cada quilograma é importante. Um veículo mais leve tem melhor desempenho e consome menos combustível. Os fabricantes estão usando ligas de magnésio para reduzir o peso dos componentes do motor, das rodas e das peças da transmissão. Por exemplo, uma engrenagem típica de automóvel pode ter uma redução de peso de até 30% quando fabricada com liga de magnésio em vez de aço.

2) Aeroespacial: Componentes estruturais e peças internas

No setor aeroespacial, a redução de peso é uma prioridade constante. O uso de ligas de magnésio ajuda a reduzir a massa total. Elas são usadas em painéis internos, estruturas de assentos e até mesmo em algumas peças estruturais. No setor aeroespacial comercial, cada quilo economizado em um componente pode levar a uma economia significativa de combustível durante a vida útil de uma aeronave. O uso dessas ligas tem uma longa história no setor aeroespacial.

3. eletrônicos: Carcaças leves e dispositivos portáteis

Os eletrônicos exigem materiais que sejam leves e robustos. As ligas de magnésio funcionam bem para carcaças, chassis e estruturas de suporte em dispositivos portáteis. As carcaças de smartphones, laptops e câmeras podem se beneficiar por serem mais leves e ainda oferecerem proteção. Muitos dispositivos portáteis agora usam uma estrutura de liga à base de magnésio.

4. equipamentos esportivos: Bicicletas, tacos de golfe e equipamentos de proteção

Os equipamentos esportivos também se beneficiaram das ligas de magnésio. As peças do quadro das bicicletas geralmente usam essas ligas para obter um equilíbrio entre resistência e leveza. Os eixos de tacos de golfe feitos de ligas de magnésio melhoram a velocidade de giro e a facilidade de controle. Equipamentos de proteção, como capacetes, incorporam componentes de magnésio para reduzir o peso e, ao mesmo tempo, manter uma sólida estrutura de proteção.

Leia mais: As quatro principais aplicações das ligas de magnésio

Conclusão

As ligasde magnésio oferecem uma solução inteligente para a necessidade moderna de materiais mais leves. Elas combinam baixa densidade com resistência suficiente para lidar com muitas aplicações exigentes. As séries AZ, AM e WE abrangem uma ampla gama de necessidades de desempenho. Elas funcionam bem em equipamentos automotivos, aeroespaciais, eletrônicos e esportivos. Para os engenheiros, o uso dessas ligas traz eficiência e durabilidade.

Perguntas frequentes

F: Qual é o principal benefício das ligas de magnésio?
P: Elas reduzem o peso e, ao mesmo tempo, mantêm a resistência, o que melhora a eficiência do combustível e o desempenho em várias aplicações.

F: Qual série de liga de magnésio oferece a melhor resistência a altas temperaturas?
P: A série baseada em terras raras é a preferida por sua alta resistência e resistência à temperatura.

F: Por que as ligas de magnésio são usadas em eletrônicos portáteis?
P: Elas fornecem um invólucro forte e leve que protege os dispositivos, mantendo-os facilmente portáteis.