Magnesium

Geschichte

Magnesiumverbindungen sind schon lange bekannt und in Gebrauch
Joseph Black untersuchte als erster Magnesium
Michael Faraday stellte 1833 Magnesium durch Elektrolyse her

Vorkommen

immer in gebundener Form
- Magnesit (MgCO₃)
- Dolomit (Ca,Mg)CO₃
- auch in Kalksteinbrüchen ist meistens mehr als 1% Mg enthalten
gelöst in Wasser
- gemeinsam mit Ca für die Wasserhärte verantwortlich
- Meersalz besteht zu 3,7% aus Magnesium
Achthäufigstes Element der Erde

Eigenschaften

Leichtmetall
- Dichte: 1738 kg/m³
Schmelzpunkt: 650°C
Siedepunkt: 1107°C
Bildet an der Luft Oxidschicht (Passivierung)
Geringe Härte und Festigkeit
leicht entzündbar

Herstellung

Hauptsächlich durch Schmelzflusselektrolyse
- Herstellung aus Magnesiumchlorid
- Flussmittel: Kaliumchlorid und Calciumchlorid

Schmelzflusselektrolyse von Magnesiumchlorid

Verwendung von Magnesium

Reduktionsmittel (Stahlherstellung)
Magnesiumlegierungen
Magnesiumdruckguss
Pyrotechnik

Legierungen

Magnesium-Alumnium-Zink-Legierungen

Gut schweißbar
Hohe Zugfestigkeit (bis zu 400 N/mm²)
Einsatz im Kraft-, Flugzeug- und Schiffsbau
Durch Druckguss lassen sich komplizierte Werkstücke kostengünstig herstellen

Magnesium in Aluminiumlegierungen

Aushärtbar
Mg-Anteil bis 5%

Aushärten von Magnesiumlegierungen

Eine Magnesiumlegierung mit 5% Aluminium (95% Mg) wird auf ca. 500°C erwärmt. Dabei treten nur magnesiumreiche Mischkristalle (α-Mg) auf. Die Legierung ist hier einphasig (siehe Zustandsdiagramm).

Beim raschen Abkühlen bilden sich bei unter ca. 250°C noch keine Mg₂Al₁₂-Kristalle. Die α-Mg-Kristalle sind übersättigt an Al. Erst beim Auslagern entstehen sehr fein verteilte Ausscheidungen in Form von Mg₂Al₁₂-Kristallen zwischen den Korngrenzen der α-Mg-Kristalle.

Auscheidungshärtung von Mg-Al-Legierungen

Magnesiumgusslegierungen

Hohe Oxidationsempfindlichkeit
- Tangentiale Eingusssysteme unbedingt vermeiden
- Fallhöhe des Schmelzestroms gering halten, u. Umständen sogar das größte Volumen in den Oberkasten setzen
- nach Möglichkeit keine runde Gestaltung der Einläufe
- Keine scharfen Umlenkungen in der Kavität
- Gießlauf soll während des Gießens vollständig gefüllt sein!