镁合金材料检测技术与方法研究

2019-11-21梁丽

世界有色金属 2019年17期

梁丽

（1.天津东义镁制品股份有限公司，天津 301721；2.天津市镁合金型材挤压成型技术企业重点实验室，天津 301721）

如今能源环境问题变得越来越严重，在进行装备制作的时候，需要实现轻量化，其中金属镁属于最轻的结构材料，在各个领域中得到了广泛的使用，最主要的就是有着较大的发展潜力[1]。

1 镁合金材料在电子行业中的使用

现阶段，镁合金在电子行业中得到了广泛的使用，这种材料主要价值就是能够遮蔽电磁波，并且有着良好的导热性以及导电性，最主要的就是有着一定的减震性能[2]。其中镁合金的刚度显著高于塑料材料，有着较强的强度以及抗老化性能。通过比较可以看出，镁合金有着较强的减震性能，能够有效地应对噪声影响以及振动因素的影响，不然外界振动就会严重影响到电子设备的运行。如今笔记本电脑中塑料得到了广泛的使用，不过可以选择使用镁合金来进行代替，其中笔记本的电脑外壳，塑料外壳厚度较大，不过通过替换成镁合金，厚度可以显著减少，虽然镁合金比较重，不过还是能够有效地进行减重，最主要的就是有效地良好的散热性能。其中镁合金导热效果显著好于塑料，所以在电子产品外壳或者是零部件进行使用的时候，可以发挥良好的优势，要想更好地控制厚度，就可以广泛地使用镁合金，如今这种材料也在汽车行业以及通信行业中得到了广泛的使用。

2 力学性能检测艺术以及检测措施

其中镁合金试样能够划分成拉伸试验以及硬度试验，其中金属材料存在一定的差异，所以相关的应变速度会直接影响到金属材料的力学性能。在这个时期需要控制好相关的拉伸速度，确保拉伸试验可以顺利地进行，在这个时期，测试镁合金强度性能指标的时候，需要确保拉伸速度在合理的范围中，之后需要控制好实际的夹持压力，确保夹持压力处于合理的范围中。在开展镁合金硬度测试的时候，需要选择不同的压头直径，而且需要不同的荷载来开展试验，其中需要明确最合理的镁合金硬度测试范围，不仅如此，镁合金拉伸试验以及硬度试验的温度需要控制在十度到三十五度之间。

2.1 拉伸试验

图1 拉伸实验示意图

在合理的范围中，主要就是选择微机控制电子万能试验机和镁合金试棒来开展力学性能试验，其中在拉伸试验的过程中，拉伸速度要保持相同，但是试棒的直径需要保持不同，一种是10mm试棒，另一种就是6mm试棒，在这个时期，测定金属材料屈服强度和规定塑性延伸强度的过程中，需要按照相关的规定来开展，在测定抗拉强度的过程中，也需要选择合理的应变速度[3]。现阶段，在我们国家大部分的拉力试验机都是选择横梁位移速率来控制实际的试验速度。不仅如此，应变速率需要和屈服强度以及固定塑性延伸强度正确地进行换算，而且需要控制好实际的横梁位移速率[4]。之后按照试棒的拉伸试验经验，来设置合理的试验速度等级，其中相关的拉伸试验过程如图所示。

在经过拉伸试验之后，相关的数据如表1以及表2所示，在这个时期，拉伸速度持续提升，但是镁合金试验的抗拉强度变化比较小，其中需要明确规定的塑性延伸强度和拉伸强度有着紧密的联系，断后伸长率和断面收缩率也会发生一定的变化[5]。通过对于表格的分析可以看出，试棒直径是有所不同的，相关的标准差也会产生一定的差异，如此就需要掌握直径10mm试棒以及直径6mm试棒的拉伸速度相关的塑性延伸强度，而且需要控制好相关的标准偏差。

通过分析可以看出，拉伸速度的提升，相关的屈服强度指标也会产生偏离的情况，对于表格相关数据的比较可以看出，最合适的拉伸速度就是2mm/min。不仅如此，其中拉伸速度在0.75mm/min～15mm/min的范围中，拉伸强度发生的变化也比较小，能够看出拉伸速度的提升和镁合金抗拉强度指标之间的联系比较小，所以在这个时期，要想提升镁合金材料拉伸试验的检测效率，就需要控制好镁合金的试样在屈服之后的拉伸速度，不过不可以影响到平整体的材料性能。

不同直径的拉伸试棒要是保持相同的拉伸速度，相关的强度指标也是相同的，所以在检测镁合金材料的时候，能够选择参考其他材料的拉伸促使，分别制作出不同直径的试棒，要是组织较差，可以选择直径10mm的拉伸试棒，如此能够避免组织给整体的结果造成影响。

表1 直径10mm试棒的拉伸试验结果分析

表2 直径6mm试棒的拉伸试验结果分析

2.2 对于拉伸试验夹持压力的选择

在这个时期夹持镁合金试样的过程中，可以选择V型夹块，夹持的压力需要不断进行增加，可以看出，夹持压力在增加之后，镁合金试样加持端也会发生一定的变化，主要就是由于夹持出现了变形的情况[6]。在这个时期，夹持压力的提升和夹持过程中存在的轴向压力有着紧密的联系，其中压力在5MPa～7MPa的范围中，轴向压力主要就是在1KN左右，其中压力的提升，轴向压力也会持续增加，其中对于拉伸试验，需要控制好夹持的试样受轴向拉力存在的作用，而且要避免产生弯曲的情况。其中夹持之后，镁合金试样加持端会出现变形的情况，在试验的过程中，需要掌握轴向压力的变化情况，通过比较可以看出，最合适的夹持压力就是5MPa～7MPa，这个压力范围中，整体的效果也比较显著，在这个时期也需要加紧试样，避免打滑的情况影响到拉伸结果，要是夹持压力较大，试样比较容易产生压扁的情况。

2.3 硬度试验

其中在这个时期需要控制好布式硬度，选择借助布式硬度计来针对镁合金试样开展硬度措施，具体的结果如表所示。通过比较能够看出，由于压头直径存在一定的差异，不同夹持力，相关的夹持效果荷载得到的结果也会有所不同。虽然存在误差的情况，但是需要控制到合理的范围中，不过最好还是先选择使用10倍压头直径的荷载力来开展硬度试验，要是试样尺寸符合标准，就需要选择借助直径10mm的压头来开展试验。