Schnellzerreißversuch
Für die Dimensionierung einer Magnesiumkomponente beim Einsatz im Automobilbereich ist die Kenntnis der Werkstoffkennwerte in Abhängigkeit von der Temperatur, der Wanddicke und der Verformungsgeschwindigkeit bei unterschiedlichen Serienproduktionsverfahren die Grundvoraussetzung. Hierbei ist die Kenntnis des Verformungsverhaltens bei hohen Verformungsgeschwindigkeiten, wie sie im Crashfall auftreten, besonders wichtig.
Zur Ermittlung des Verformungsverhaltens wurden Schnellzerreißversuche durchgeführt.
Für die Zugversuche wurden Flachzugproben aus 2 mm dicken Platten gefertigt, die im Druckgießverfahren hergestellt wurden. Es wurden die zwei Mg-Legierungen AZ91HP und AM50HP (AZ91HP = Serie z, AM50HP = Serie m) verwendet. Bei beiden Legierungen wurden jeweils 15 Flachzugproben gemessen.
Die Zugversuche erfolgten mit der Hochgeschwindigkeitsprüfmaschine HTM5008 (Fa. Roell Amsler, F max = 50 kN, v max = 8 m/s) bei einer Verformungsgeschwindigkeit von 8 m/s.
Zur berührungslosen Messung der Dehnung diente ein Laser Doppler Extensometer mit einer variabel einstellbaren Anfangsmeßlänge l0. Das Meßverfahren beruht auf dem Prinzip einer laseroptischen Geschwindigkeitsmessung nach dem Differenz-Doppler-Verfahren an zwei raumfesten Beobachtungspunkten auf der Probenoberfläche. Aus der Differenz beider Geschwindigkeiten kann die Bewegung des Materials zwischen diesen beiden Punkten und damit die Dehnung an der Oberfläche des Prüflings bestimmt werden. Für die Versuche wurde eine Meßlänge von 50 mm gewählt.
Die Kraftmessung an den Zugproben erfolgte mit Dehnungsmeßstreifen DMS Typ LY 13 1,5/120 (Fa. Hottinger Baldwin Messtechnik).
In den Abbildungen sind eine Auswahl von Spannungs-Dehnungs-Kurven verschiedener Flachzugproben aus AZ91HP und AM50HP dargestellt. Die Kurven liegen im Anfangsbereich bis ca. 4% Dehnung relativ eng beieinander. Die Legierung AZ91HP zeigt eine maximal erreichte Bruchdehnung von 7,2%. Die maximale Zugfestigkeit liegt zwischen 260 und 340 MPa. Die Legierung AM50HP weist eine wesentlich höhere maximale Bruchdehnung von 13,1% auf. Die Kurven mit höherer Bruchdehnung weisen bei beiden Legierungen einen geschwungenen Verlauf auf.
Spannungs-Dehnungs-Diagramme der Legierung AM50HP
Spannungs-Dehnungs-Diagramme der Legierung AZ91HP