Magnesium

Silberweißes Leichtmetall mit hoher Sauerstoffaffinität, das an der Luft sofort eine unsichtbare Oxidschutzschicht bildet und daher sehr beständig ist.

Symbol                                             Mg
Ordnungszahl                                  12
Atomgewicht                                    24,32
spezifisches Gewicht bei 20° C        1,74 g/cm3
Schmelzpunkt                                   650° C
Siedepunkt                                       1105° C
Schmelzwärme                                 268 kJ/kg

Die Gewinnung des Magnesiums geschieht vorwiegend durch Schmelzflusselektrolyse von Magnesiumchlorid oder wasserfreiem Carnallit (Kalium-Magnesiumchlorid).

Magnesium im Stahl
Magnesium ist unlöslich in festem Eisen; die Löslichkeit von Eisen in Magnesium beträgt 0,026% bei 650°C. Magnesium ist ein sehr wirksames Desoxidationsmittel, unmittelbar als Metall wird es bei der Stahlherstellung jedoch nicht angewendet, da es bei Zugabe in das Stahlbad explosionsartig reagiert. Magnesium wird hitzebeständigen Nickel-Chrom-Legierungen zur vollständigen Desoxidation und Entschwefelung zugegeben. Die Desoxidation dieser Legierungen mit Magnesium verbessert die mechanischen Eigenschaften und die Warmformgebung; Magnesiumgehalte von 0,1 % genügen bereits, um den Schwefel zu binden.

Durch Einblasen eines Gemisches von Magnesium- und Kalkpulver in das Stahlbad konnte der Schwefelgehalt im basischen Lichtbogenofen auf 0,007% erniedrigt werden. Calcium-Silizium-Magnesium und Ferro-Silizium-Magnesium haben sich ebenfalls als wirksam erwiesen, obwohl diese Legierungen nicht mehr als 8% Mg enthalten sollten, um die Zugabe in das Stahlbad zu erleichtern.
Magnesium kann in Verbindung mit Calcium, Silizium und Eisen zur Desoxidation von Stahl verwendet werden, wobei das Makro- und Mikrogefüge der Stahlblöcke verbessert wird und demzufolge auch bessere mechanische Eigenschaften erreicht werden. Zugaben von Magnesium- oder Cerlegierungen sollen das Korn nichtrostender austenitischer Stähle verfeinern und ihre Warmverformbarkeit verbessern. Ein Zusatz von magnesiumhaltigem Ferrosilizium zusammen mit Cerlegierungen hat ebenfalls günstigen Einfluss.

Magnesium im Guseisen
Das im grauen Gusseisen gelöste Magnesium fördert stark die Weißerstarrung. Dieser Einfluss kann jedoch mit Hilfe von Impfmitteln weitgehend aufgehoben werden. Weist das Gusseisen einen Magnesiumgehalt von etwa 0,04% oder mehr auf, so kommt es zur Ausbildung von kugelförmigem Graphit.
Magnesium hat eine sehr große Affinität zu Schwefel. Das zuerst zugegebene Magnesium verbindet sich mit dem Schwefel unter Bildung von Magnesiumsulfid, das sich als Schlacke an der Badoberfläche abscheidet. Deshalb muss der Magnesiumzusatz ausreichend sein und die vom Schwefel abgebundene Menge berücksichtigen. Die Magnesiumzugabe kann in Form einer Nickel-Magnesium-Legierung erfolgen, die bis zu 20% Mg enthält. Stattdessen kann man auch magnesiumhaltiges Ferrosilizium, Nickel-Silizium-Magnesium-Legierungen oder reines Magnesiummetall zusetzen.

 

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