Ал-Мг легурна жица против ЕЦ алуминијума: чврстоћа и отпорност на корозију

Механичке перформансе: чврстоћа, дюктилитет и отпорност на плесње алуминијум-магнезијумске лагиране жице

Тракција и понашање у износи: Како Мг чврсто раствор јачање повећава перформансе над ЕЦ алуминијум

Када се атоми магнезијума помешају у кристалну структуру алуминијума, они заправо мењају понашање материјала на фундаменталном нивоу. Ови мали упадљиви узрокују искривљења у распореду решетке што отежава пролаз метала. Као резултат тога, видимо значајна побољшања механичких својстава. Трактосна чврстоћа се повећава за око 20 до 30 посто, док се чврстоћа уноса повећава чак за 40 посто у поређењу са стандардним ЕК алуминијем. Ово је веома важно за структурне проводнике јер значи да ови материјали могу да се носе са већим тежином пре него што се не успеју. Разлог за ову повећану перформансу лежи у начину на који се решетка исказује. Више искривљења значи веће потребе за енергијом да би се започело трајно деформација, па инжењери морају да примени више снага само да би добили исте промене облика које би се лако догодиле у чистом алуминијуму.

Одржавање дјуктилитета под цикличним оптерећењем критично за инсталацију ваздушних проводника и замор од вибрација

Алуминијум-магнезијум-лигадина жица показује изузетну флексибилност када је изложена константном механичком напету, а тестови показују да се може истезати преко 15% пре него што се сломи чак и након милион циклуса умора. Овакав вид издржљивости је веома важан приликом инсталирања ваздушних електричних линија, јер се ове жице савијају, вијуше и стално померају под утицајем јаких ветрова. У поређењу са обичним ЕЦ алуминијем, ове специјалне легуре отпорују вибрационом умору око 25% боље, што значи да пукотине трају много дуже да се формирају на слабијим тачкама као што су оне суспензијске зачепке о којима се сви брину. Истински докази из подручја подложних јаким ветровима подржавају ово, указујући на то да се животни век услуге продужава за око 8 додатних година према истраживању које је урадио EPRI о питањима поузданости мреже широм Северне Америке.

Превишано отпорност на плесње на 6090°C: Импликације за дугорочну контролу пада у преносним линијама са великим оптерећењем

Када преносни линије раде континуирано на тим типичним високим оптерећењима (око 60 до 90 степени Целзијуса), жица алуминијум-магнезијумске легуре показује око три до пет пута мање плесња у поређењу са стандардним алуминијем ЕЦ. Зашто је то боље топлотне стабилности? Магнезијумски атоми се у основи затварају на месту на граници зрна и спречавају те досадне дислокације да се у временском периоду попере око материјала. Ове дислокације су узроковање постепеног деформације коју видимо у материјалима када су под стрес током дугих периода. Након четрдесет година рада, проводници направљени од ове легуре доживљавају отприлике 30 до 50 посто мање опуштања него њихови традиционални колеге. За инжењере који раде на терену, то значи да могу да гурају струје теже без бриге да ће изгубити пролаз на земљу испод. И као бонус, постојећа инфраструктура може да се носи са 15 до 20 посто више тренутног капацитета без потребе за скупим надоградњама или замене.

Отпорност на корозију у стварном окружењу: Алуминијум Магнезијум Лагуи Вир против ЕЦ Алуминијум

Струпљање и међугрануларна корозија: Зашто већи садржај Мг побољшава толеранцију хлорида у морској атмосфери

Алуминијум-магнезијум легура жица која садржи око 3 до 5 масних процената магнезијума показује значајно бољу отпорност на јару и интергрануларну корозију када је изложена окружењима богатим хлорима. Ово је посебно важно за инфраструктуру која се налази дуж обала или офшорских платформа на којима је излагање соленој води константно. Додавање магнезијума помаже да се на површини формира дебљи пасивни слој оксида који се заправо у извесној мери поправља, што отежава проникљење хлоридних јона у материјал. Редовни електролитички алуминијум (ЕЦ) не иде тако добро јер његова микроструктура га оставља рањивим у подручјима границе зрна где се корозија почела. Тестирања која су се током пет година спроводила у морским условима показала су да жице са Mg легуром смањују ризик од корозије између гранула за око 40 до 60 посто у поређењу са стандардним материјалима. Чак и након што је проведено 2000 сати под саљним спрејем према стандардима АСТМ Б117, формиране рупе су углавном биле дубине мање од 10 микрометра, што је прилично импресивно с обзиром на тешке услове.

Еволуција пасивног филма и потенцијал распада електрохемијски увид у 35 wt% Мг оптимизацију

Испитивања помоћу електрохемијских метода показују да када је садржај магнезијума између 3 и 5 масних процената, резултујући пасивни филм постаје око 30% дебљи и лепне се на површине око 2,5 пута боље у поређењу са стандардним ЕЦ алуминијумом. Напетост распада скаче са нешто више од 0,2 вольта у обичном алуминијуму на скоро 0,8 вольта, што значи да заштитни слој остаје стабилан кроз много шири распон ПХ, од киселих услова у ПХ 4 све до алкалног окружења у ПХ 9. Шта је то? Магнезијумски јони се уграђују у структуру алуминијумског оксида, смањујући оне досадне оксигенске празнине за око 70% и чинећи материјал мање вероватно разграђивати током анодних процеса. Када је магнезијум мањи од 2%, филм једноставно није довољно јак да би се правилно заштитио. Али пређете 6% магнезијума и проблеми почињу да се појављују - посебно, формирање бета фаза (Ал3Мг2) честица које заправо убрзавају проблеме корозије уместо да их спрече. За већину примена, одржавање нивоа магнезијума у интервалима од 3-5% ствара оно што инжењери називају слатка тачка у којој структурни интегритет испуњава практичне захтеве перформанси без претераног трошкова материјала.

Компромиси електричне проводљивости и перформансе на нивоу система

Вирага алуминијум-магнезијум легуре обично достиже око 52 до 58 одсто ИАЦС проводљивости, што је око 5 до 9 поена испод 61% у стандардном ЕЦ алуминијуму. То се дешава зато што атоми магнезијума изазивају више електронског распршења у материјалу. Али упркос овом опаду проводљивости, постоје неке велике користи на системском нивоу. Вилица има око 25% већу чврстоћу на отпору, што омогућава дуже распонке између подршних структура. То значи да се куле могу распоредити даље, потенцијално смањујући њихов број за чак 15% за сваки километар инсталације. Али још важније је фактор отпорности на корозију. Метални легури магнезијума издрже око 40% боље у тешким окружењима, продужујући животни век од типичних 20 година ЕЦ алуминијума на око 30 година према истраживању објављеном прошле године у часопису Energy Systems Journal. С временом, ова дуготрајна својства надокнађују почетни компромис о проводљивости, јер доводе до смањења потребе за одржавањем, мање прекида струје и значајне уштеде на трошковима замене на путу.

Системски дизајнери оптимизују ову равнотежу:

• Приоритет за врхунски однос чврстоће и тежине легуре у зонама високе вибрације или високе вибрације
• Компенсација губитка проводности са умереним повећањем попречника када топлотне границе дозвољавају
• Извукање његове отпорности на умору како би се спречили скупи провали линије у областима подложним ветру или сеизмички активним

На крају крајева, штедња током оперативног живота - посебно у суровим, удаљеним или тешко доступним окружењима - чине жицу алуминијум-магнезијумске легуре трошковно ефикасним, избора заснован на поузданости у односу на чисту метрику проводљивости.

Микроструктурне основе: Како садржај Мг управља рафинисањем зрна, падањем и стабилношћу у хладновуђеним алуминијумским и магнезијумским лагираним жицама

Оштрење чврстог раствора у поређењу са β-фазом (Al3Mg2) опадња: балансирање чврстоће и гнутости у цртању жице

Количина магнезијума која је присутна одређује који метод јачања превладава и стога утиче на то колико је лако произвести хладновуђану алуминијумску магнезијумску лагу. Када је магнезијум око 3% у тежини или мање, главно јачање долази од тврдог раствора. У основи, атоми магнезијума мешају се са структуром алуминијума, чинећи га чврстим око 15% у поређењу са стандардним алуминијем ЕК, а истовремено задржавајући добру флексибилност. Али када пређемо овај ниво, нешто се другачије дешава. Фаза која се зове бета (Al3Mg2) почиње да се формира на ивицама између зрна. Иако то чини материјал тежим, превише тога заправо чини жицу крхком када се ради хладно. Добивање исправних резултата у великој мери зависи од правилног управљања топлотним обрадом. Загревање на 250 степени Целзијуса помаже да се оне нестабилне формације растворе без поремећаја укупне структуре зрна. Зато већина комерцијалних жица има магнезијум између 2,5 и 4 одсто у тежини. Овај опсег им даје чврстоћу на истезање преко 200 мегапаскала заједно са 10 до 12% продуженим пре кршења. Проналажење ове сладне тачке је веома важно за креирање проводника који могу да издржавају понављање стреса без неуспеха након инсталације.