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摘要：鎂合金具有重量輕、比強(qiáng)度和比剛度高，阻尼、吸震、減噪性能、導(dǎo)熱、電磁屏蔽性能及切削加工性能良好等一系列的優(yōu)點(diǎn)，基于此，它是最有可能成為繼鋁合金之后會(huì)被廣泛用于鐵道車輛的一種輕合金材料。本文結(jié)合了鎂合金材料的一系列優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)其在鐵道車輛上的應(yīng)用現(xiàn)狀及目前所存在的主要問題進(jìn)行了探究。

關(guān)鍵詞：鎂合金；鐵道車輛；探究

采用更高強(qiáng)度和更低質(zhì)量的新型材料是車輛上為了適應(yīng)鐵路大提速所采取的措施，到目前為止，鐵道車輛各零部件上大多數(shù)仍然采用的是鋁合金材料，鑒于此種情況，能否探究到比鋁合金更輕的輕合金材料去代替它便顯得相當(dāng)重要。就目前鎂合金的發(fā)展趨勢(shì)來看，它最有可能成為繼鋁合金之后會(huì)被廣泛用于鐵道車輛的一種輕合金材料。

1鎂合金材料的優(yōu)點(diǎn)

（1）重量輕、比強(qiáng)度和比剛度都相對(duì)較高。鎂合金的密度為1.8g/cm3，僅是鋁合金的2/3，是近些年來在實(shí)際應(yīng)用中質(zhì)量最輕的一種金屬材料，即便如此，它的比強(qiáng)度、比剛度卻遠(yuǎn)大于鋼材和鋁合金[1]。（2）阻尼、吸震、減噪性能良好。與目前廣泛用于鐵道車輛零部件上的鋁合金材料相比，鎂合金材料不但質(zhì)量輕，而且它的吸震和減噪性能也相當(dāng)優(yōu)異。（3）導(dǎo)熱性能、電磁屏蔽性能良好。對(duì)于壓鑄件壁厚而言，鎂合金材質(zhì)較鋁合金材質(zhì)可以做的薄一點(diǎn)，而壁厚越薄，散熱效果越好，所以鎂合金件的散熱效果要比鋁合金件快得多。另外，鎂合金材料屏蔽電磁干擾的能力也非常好，特別適合用于制作對(duì)電磁干擾標(biāo)準(zhǔn)要求嚴(yán)格的一些車輛零部件。（4）良好的切削加工性能。鎂合金材料的切削速度要比其他金屬都高一些，而且在使用過程中不需要磨削、拋光處理等工序便可得到非常精細(xì)的加工表面。（5）資源非常豐富。鎂是地球上儲(chǔ)量最豐富的元素之一，在地殼表層金屬礦中的含量大約為2.35%，其儲(chǔ)量?jī)H次于Al和Fe。除此之外，鎂在鹽湖及海洋中也有大量?jī)?chǔ)量。

2鎂合金的缺點(diǎn)

雖然鎂合金具有上述諸多優(yōu)點(diǎn)，但其缺點(diǎn)也有很多，故而在很大程度上限制了其進(jìn)一步應(yīng)用，其缺點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：（1）易燃性：鎂和氧的親和力非常高，從而導(dǎo)致鎂非常容易與空氣中的氧發(fā)生化學(xué)而生成氧化鎂，而氧化鎂的導(dǎo)熱性能非常差，從而更進(jìn)一步加劇了氧化反應(yīng)的進(jìn)行。（2）耐腐蝕性能差：鎂合金化學(xué)性質(zhì)非?；顫?，在與其他金屬接觸時(shí)非常容易充當(dāng)陽(yáng)極而與其發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，從而被腐蝕。

3鎂合金材料在鐵道車輛上的應(yīng)用現(xiàn)狀

由于金屬加工制造技術(shù)水平的不斷提升，鎂合金作為重要的工程材料是軌道車輛制造技術(shù)將來發(fā)展的必然趨勢(shì)，與鋁合金材料相比較，鎂合金資源豐富的這種優(yōu)勢(shì)更有利于推動(dòng)它的發(fā)展與利用，而且已經(jīng)在高速列車應(yīng)用過程中取得了良好的收益[2]。截至目前，已經(jīng)報(bào)道了很多關(guān)于鎂合金在國(guó)外軌道客車上應(yīng)用的相關(guān)案例。例如，法國(guó)TGVDuplex雙層高速列車座椅上已經(jīng)應(yīng)用采用了鎂合金件，除此之外，韓國(guó)KTX特快列車在座椅基座上也使用了鎂合金材料制造，而采用鎂合金材料比之前采用鋁合金和玻璃鋼使得每個(gè)座椅減重大約5kg[3]。由于目前我國(guó)對(duì)于鎂合金材料性能的掌握嚴(yán)重不足，很多零部件的使用性能無法充分被利用，因此，現(xiàn)階段鐵道車輛許多重要承載構(gòu)件仍然無法用鎂合金材料替代鋁合金材料，鑒于此，只能在某些承載要求不太高的零部件方面進(jìn)行替代。（1）25G型行李車鎂合金空調(diào)通風(fēng)格柵。該鎂合金空調(diào)通風(fēng)格柵被用于25G型行李車中，它的主要功能是保證空調(diào)系統(tǒng)的回風(fēng)需要。此空調(diào)通風(fēng)格柵主要由外框和隔格等零部件組成，且它的外框和格柵均采用鎂合金擠壓型材制造[4]。（2）鎂合金臥鋪框架。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)旅客列車軟臥車的臥鋪框架（鎂合金產(chǎn)品）已經(jīng)完全達(dá)到了裝車試驗(yàn)和應(yīng)用水平。該鎂合金臥鋪框架主要由臥鋪邊框、底板、扶手和支座等零部件組成，它的主要功能是支撐軟臥墊，并承受臥鋪以上相應(yīng)的載荷。同時(shí)，該軟臥臥鋪框架的邊框、底板、扶手等零部件也均采用了鎂合金制品[5]。

4鎂合金材料在鐵道車輛應(yīng)用上存在的問題

（1）由于鎂合金的晶體結(jié)構(gòu)為密排六方，因此，如果經(jīng)軋制或者定向擠壓等加工處理后，極易形成基面織構(gòu)，從而導(dǎo)致鎂合金的力學(xué)性能在各個(gè)方向上都不一致。（2）鎂合金化學(xué)性質(zhì)非?；顫姡诳諝庵刑貏e容易被氧化和腐蝕。

（3）常規(guī)的焊接方法不適用于鎂合金制品焊接。

（4）目前，我國(guó)在鎂合金的寬幅擠壓工藝方面的技術(shù)還不太成熟，想要用它來制造大斷面擠壓型材還需要做進(jìn)一步探究和試驗(yàn)。（5）鎂合金的強(qiáng)度在高溫和室溫環(huán)境下的差別較大，大多數(shù)鎂合金制品的應(yīng)用環(huán)境溫度一般不超過150℃。

（6）到目前為止，我國(guó)的鎂合金材料加工及其制件的生產(chǎn)規(guī)模較小，沒有實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，生產(chǎn)沒有延續(xù)性，且生產(chǎn)成本相較其他同類產(chǎn)品略微偏高。

5結(jié)束語(yǔ)

盡管鎂合金有以上許多其他材料所不具備的優(yōu)勢(shì),但是，鎂在所有結(jié)構(gòu)金屬中電位最低，這就導(dǎo)致其化學(xué)活性非常之高，再加之鎂合金內(nèi)部存在多相結(jié)構(gòu)，從而使得鎂合金制品很容易被氧化或腐蝕。同時(shí)，從目前鎂合金材料的發(fā)展?fàn)顩r來看，想要將鎂合金制品廣泛應(yīng)用在鐵道車輛零部件上，無論是加工工藝、焊接方法還是制造成本控制都還有很長(zhǎng)的路要走。

參考文獻(xiàn)：

[1]丁文江,吳玉娟,彭立明等.高性能鎂合金研究及應(yīng)用的新進(jìn)展[J].中國(guó)材料進(jìn)展,2004,29(08):37-44.

[2]朱亞利.超疏水鎂合金表面的構(gòu)建及耐腐蝕性能研究[D].蘭州交通大學(xué),2016.

[3]李巖,郭建強(qiáng),孫召進(jìn),林君山.鎂合金在軌道客車上的應(yīng)用及展望[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè),2012(01):276-277.

[4]李瑞淳.鎂合金在現(xiàn)代鐵道車輛上的應(yīng)用探討[J].鐵道車輛,2010,48(09):18-21.

[5]李瑞淳.鎂合金在高速列車上的應(yīng)用與開發(fā)[J].鐵道機(jī)車車輛,2011,31(06):59-62.

作者：朱亞利 單位：西安鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院