Alliages de magnésium

Les fabricants de pièces métalliques forment des alliages en mélangeant deux métaux en fusion ou plus, ou un métal en fusion avec un non-métal. La combinaison permet au mélange résultant d'afficher les propriétés fournies par tous les constituants. De nombreux alliages différents contribuent aux composants métalliques sur le marché aujourd'hui. Les alliages de magnésium ont récemment pris une importance croissante.

Alliages de magnésium

Le magnésium purifié forme un métal solide, très léger, blanc argenté. À la fois malléable et ductile, il produit une lumière blanche brillante lorsqu'il est brûlé. Le magnésium se trouve en abondance dans la nature combiné avec d'autres matériaux.

Pendant des siècles, ce métal s'est révélé difficile à manipuler et à traiter en raison de sa combustibilité. Comme les métallurgistes en ont appris davantage sur la production d'alliages de magnésium utiles, la demande de produits contenant ce métal léger a augmenté. Aujourd'hui, les fabricants de pièces forment fréquemment des alliages de magnésium en utilisant des combinaisons d'aluminium, de silicium, de cuivre, de calcium, de zinc, de manganèse et d'autres éléments.

Désignation des alliages de magnésium

De nombreux fabricants désignent des alliages de magnésium en s'appuyant sur un système de classification défini dans la spécification B275 de l'American Society for Testing and Materials International («l'ASTM»). Ce système utilise un raccourci pratique pour décrire les alliages métalliques. Il utilise des majuscules pour faire référence aux éléments et des chiffres pour faire référence aux poids en pourcentage des alliages constitutifs. Les fabricants doivent confirmer les formulations d'alliages désignées lorsqu'ils utilisent le système ASTM.

Aujourd'hui, les alliages de magnésium se divisent facilement en trois principales variétés: les alliages coulés, les alliages corroyés et les alliages exclusifs appartenant à des sociétés spécifiques ou à des titulaires de brevets:

Alliages coulés

Les alliages d'aluminium coulé englobent la majorité des alliages de magnésium utilisés dans le commerce. Certains alliages de magnésium permettent le moulage sous pression, le moulage au sable et le moulage permanent.

Un exemple d'alliage de magnésium coulé utilise la désignation abrégée AZ91. Il se compose de magnésium combiné à 9% d'aluminium et 1% de zinc. Dans cet alliage, l'ajout d'aluminium et de zinc contribuent tous deux au durcissement du métal. Certains alliages de magnésium de cette catégorie utilisent de l'argent. Récemment, les fabricants ont mis au point des alliages de magnésium coulés incorporant des métaux des terres rares, tels que l'yttrium.

Alliages corroyés

Les alliages de magnésium corroyés utilisés dans le commerce par les fabricants présentent une résistance à la traction améliorée. Certains alliages corroyés largement utilisés comprennent: AZ31, AZ61 et ZK60. Les deux premiers alliages reposent sur des combinaisons d'aluminium et de zinc, et le dernier dépend du zinc et du zirconium.

Alliages nommés

Les alliages exclusifs couvrent les deux autres catégories. Certains coulent facilement, tandis que d'autres fonctionnent bien comme alliages corroyés. Ces alliages de magnésium ont reçu des noms spécifiques, généralement conférés par l'inventeur ou le titulaire du brevet. Les alliages de magnésium Elektron fabriqués par Magnesium Elektron Limited illustrent ce regroupement.

Propriétés et applications des alliages de magnésium

Le magnésium porte le numéro atomique de 12 et appartient au groupe 2A du tableau périodique en tant que métal alcalino-terreux. Les propriétés physiques de cet élément contribuent de manière significative aux alliages de magnésium populaires. Dans de nombreuses situations, ces alliages offrent d'excellentes alternatives à l'aluminium, un autre métal léger largement utilisé à des fins commerciales.

Légers, avec une ductilité et une malléabilité excellentes, les alliages de magnésium ont trouvé une application répandue dans les industries aérospatiale et aéronautique. L'éclat de la combustion du magnésium a permis à ce métal de jouer un rôle de premier plan dans la pyrotechnie et la production de fusées éclairantes. Récemment, les constructeurs de certaines automobiles haut de gamme ont commencé à utiliser sélectivement les alliages de magnésium dans les moteurs automobiles et les carrosseries automobiles pour produire des véhicules plus légers. Certains fabricants de toitures métalliques ont utilisé des alliages de magnésium et de zinc pour créer des toitures solides et légères. Les alliages de magnésium ont également trouvé un nombre croissant d'applications dans la fabrication d'équipements de sport et de plein air grand public; ils aident à former des composants dans les flèches de tir à l'arc, les clubs de golf et les équipements de camping.

Avantages des alliages de magnésium

Bien que le magnésium métallique se révèle difficile à travailler sous une forme pure en raison de sa combustibilité, les alliages de magnésium sont devenus largement utilisés dans de nombreux environnements commerciaux. Selon les alliages constitutifs, ces produits combinent souvent une résistance raisonnable avec des densités très faibles. Ils offrent une utilité aux concepteurs qui cherchent à réduire le poids des produits afin d'optimiser le rendement énergétique et de réduire les coûts de transport.

Le magnésium offre également l'avantage d'apparaître en abondance dans le monde naturel. Contrairement à certains métaux, il se produit fréquemment en combinaison avec d'autres éléments de la croûte terrestre. À l'avenir, les coûts impliqués dans l'extraction du magnésium pour une utilisation dans les alliages de magnésium pourraient diminuer.

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