鎂合金材料檢測(cè)技術(shù)與方法研究

梁 麗

（1.天津東義鎂制品股份有限公司，天津 301721；2.天津市鎂合金型材擠壓成型技術(shù)企業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 301721）

如今能源環(huán)境問(wèn)題變得越來(lái)越嚴(yán)重，在進(jìn)行裝備制作的時(shí)候，需要實(shí)現(xiàn)輕量化，其中金屬鎂屬于最輕的結(jié)構(gòu)材料，在各個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛的使用，最主要的就是有著較大的發(fā)展?jié)摿1]。

1 鎂合金材料在電子行業(yè)中的使用

現(xiàn)階段，鎂合金在電子行業(yè)中得到了廣泛的使用，這種材料主要價(jià)值就是能夠遮蔽電磁波，并且有著良好的導(dǎo)熱性以及導(dǎo)電性，最主要的就是有著一定的減震性能[2]。其中鎂合金的剛度顯著高于塑料材料，有著較強(qiáng)的強(qiáng)度以及抗老化性能。通過(guò)比較可以看出，鎂合金有著較強(qiáng)的減震性能，能夠有效地應(yīng)對(duì)噪聲影響以及振動(dòng)因素的影響，不然外界振動(dòng)就會(huì)嚴(yán)重影響到電子設(shè)備的運(yùn)行。如今筆記本電腦中塑料得到了廣泛的使用，不過(guò)可以選擇使用鎂合金來(lái)進(jìn)行代替，其中筆記本的電腦外殼，塑料外殼厚度較大，不過(guò)通過(guò)替換成鎂合金，厚度可以顯著減少，雖然鎂合金比較重，不過(guò)還是能夠有效地進(jìn)行減重，最主要的就是有效地良好的散熱性能。其中鎂合金導(dǎo)熱效果顯著好于塑料，所以在電子產(chǎn)品外殼或者是零部件進(jìn)行使用的時(shí)候，可以發(fā)揮良好的優(yōu)勢(shì)，要想更好地控制厚度，就可以廣泛地使用鎂合金，如今這種材料也在汽車行業(yè)以及通信行業(yè)中得到了廣泛的使用。

2 力學(xué)性能檢測(cè)藝術(shù)以及檢測(cè)措施

其中鎂合金試樣能夠劃分成拉伸試驗(yàn)以及硬度試驗(yàn)，其中金屬材料存在一定的差異，所以相關(guān)的應(yīng)變速度會(huì)直接影響到金屬材料的力學(xué)性能。在這個(gè)時(shí)期需要控制好相關(guān)的拉伸速度，確保拉伸試驗(yàn)可以順利地進(jìn)行，在這個(gè)時(shí)期，測(cè)試鎂合金強(qiáng)度性能指標(biāo)的時(shí)候，需要確保拉伸速度在合理的范圍中，之后需要控制好實(shí)際的夾持壓力，確保夾持壓力處于合理的范圍中。在開展鎂合金硬度測(cè)試的時(shí)候，需要選擇不同的壓頭直徑，而且需要不同的荷載來(lái)開展試驗(yàn)，其中需要明確最合理的鎂合金硬度測(cè)試范圍，不僅如此，鎂合金拉伸試驗(yàn)以及硬度試驗(yàn)的溫度需要控制在十度到三十五度之間。

2.1 拉伸試驗(yàn)

圖1 拉伸實(shí)驗(yàn)示意圖

在合理的范圍中，主要就是選擇微機(jī)控制電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)和鎂合金試棒來(lái)開展力學(xué)性能試驗(yàn)，其中在拉伸試驗(yàn)的過(guò)程中，拉伸速度要保持相同，但是試棒的直徑需要保持不同，一種是10mm試棒，另一種就是6mm試棒，在這個(gè)時(shí)期，測(cè)定金屬材料屈服強(qiáng)度和規(guī)定塑性延伸強(qiáng)度的過(guò)程中，需要按照相關(guān)的規(guī)定來(lái)開展，在測(cè)定抗拉強(qiáng)度的過(guò)程中，也需要選擇合理的應(yīng)變速度[3]。現(xiàn)階段，在我們國(guó)家大部分的拉力試驗(yàn)機(jī)都是選擇橫梁位移速率來(lái)控制實(shí)際的試驗(yàn)速度。不僅如此，應(yīng)變速率需要和屈服強(qiáng)度以及固定塑性延伸強(qiáng)度正確地進(jìn)行換算，而且需要控制好實(shí)際的橫梁位移速率[4]。之后按照試棒的拉伸試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，來(lái)設(shè)置合理的試驗(yàn)速度等級(jí)，其中相關(guān)的拉伸試驗(yàn)過(guò)程如圖所示。

在經(jīng)過(guò)拉伸試驗(yàn)之后，相關(guān)的數(shù)據(jù)如表1以及表2所示，在這個(gè)時(shí)期，拉伸速度持續(xù)提升，但是鎂合金試驗(yàn)的抗拉強(qiáng)度變化比較小，其中需要明確規(guī)定的塑性延伸強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度有著緊密的聯(lián)系，斷后伸長(zhǎng)率和斷面收縮率也會(huì)發(fā)生一定的變化[5]。通過(guò)對(duì)于表格的分析可以看出，試棒直徑是有所不同的，相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)差也會(huì)產(chǎn)生一定的差異，如此就需要掌握直徑10mm試棒以及直徑6mm試棒的拉伸速度相關(guān)的塑性延伸強(qiáng)度，而且需要控制好相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)偏差。

通過(guò)分析可以看出，拉伸速度的提升，相關(guān)的屈服強(qiáng)度指標(biāo)也會(huì)產(chǎn)生偏離的情況，對(duì)于表格相關(guān)數(shù)據(jù)的比較可以看出，最合適的拉伸速度就是2mm/min。不僅如此，其中拉伸速度在0.75mm/min～15mm/min的范圍中，拉伸強(qiáng)度發(fā)生的變化也比較小，能夠看出拉伸速度的提升和鎂合金抗拉強(qiáng)度指標(biāo)之間的聯(lián)系比較小，所以在這個(gè)時(shí)期，要想提升鎂合金材料拉伸試驗(yàn)的檢測(cè)效率，就需要控制好鎂合金的試樣在屈服之后的拉伸速度，不過(guò)不可以影響到平整體的材料性能。

不同直徑的拉伸試棒要是保持相同的拉伸速度，相關(guān)的強(qiáng)度指標(biāo)也是相同的，所以在檢測(cè)鎂合金材料的時(shí)候，能夠選擇參考其他材料的拉伸促使，分別制作出不同直徑的試棒，要是組織較差，可以選擇直徑10mm的拉伸試棒，如此能夠避免組織給整體的結(jié)果造成影響。

表1 直徑10mm試棒的拉伸試驗(yàn)結(jié)果分析

表2 直徑6mm試棒的拉伸試驗(yàn)結(jié)果分析

2.2 對(duì)于拉伸試驗(yàn)夾持壓力的選擇

在這個(gè)時(shí)期夾持鎂合金試樣的過(guò)程中，可以選擇V型夾塊，夾持的壓力需要不斷進(jìn)行增加，可以看出，夾持壓力在增加之后，鎂合金試樣加持端也會(huì)發(fā)生一定的變化，主要就是由于夾持出現(xiàn)了變形的情況[6]。在這個(gè)時(shí)期，夾持壓力的提升和夾持過(guò)程中存在的軸向壓力有著緊密的聯(lián)系，其中壓力在5MPa～7MPa的范圍中，軸向壓力主要就是在1KN左右，其中壓力的提升，軸向壓力也會(huì)持續(xù)增加，其中對(duì)于拉伸試驗(yàn)，需要控制好夾持的試樣受軸向拉力存在的作用，而且要避免產(chǎn)生彎曲的情況。其中夾持之后，鎂合金試樣加持端會(huì)出現(xiàn)變形的情況，在試驗(yàn)的過(guò)程中，需要掌握軸向壓力的變化情況，通過(guò)比較可以看出，最合適的夾持壓力就是5MPa～7MPa，這個(gè)壓力范圍中，整體的效果也比較顯著，在這個(gè)時(shí)期也需要加緊試樣，避免打滑的情況影響到拉伸結(jié)果，要是夾持壓力較大，試樣比較容易產(chǎn)生壓扁的情況。

2.3 硬度試驗(yàn)

其中在這個(gè)時(shí)期需要控制好布式硬度，選擇借助布式硬度計(jì)來(lái)針對(duì)鎂合金試樣開展硬度措施，具體的結(jié)果如表所示。通過(guò)比較能夠看出，由于壓頭直徑存在一定的差異，不同夾持力，相關(guān)的夾持效果荷載得到的結(jié)果也會(huì)有所不同。雖然存在誤差的情況，但是需要控制到合理的范圍中，不過(guò)最好還是先選擇使用10倍壓頭直徑的荷載力來(lái)開展硬度試驗(yàn)，要是試樣尺寸符合標(biāo)準(zhǔn)，就需要選擇借助直徑10mm的壓頭來(lái)開展試驗(yàn)。

表3 硬度試驗(yàn)結(jié)果

圖2 鎂合金試樣夾持示意圖

3 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)階段鎂合金鑄件在各個(gè)行業(yè)中得到了廣泛的試驗(yàn)，其中鎂合金材料也開始取代鋁合金材質(zhì)，通過(guò)進(jìn)行替換，也可以顯著提升整體的經(jīng)濟(jì)效益。不過(guò)我們國(guó)家對(duì)于鎂合金力學(xué)性能標(biāo)準(zhǔn)的檢驗(yàn)還是不夠完善，對(duì)于相關(guān)人員來(lái)說(shuō)，需要積極地進(jìn)行研究和探索，確保鎂合金發(fā)揮更加顯著的作用。