鋁合金型材的壁厚是重要的質(zhì)量指標(biāo)，建材標(biāo)準(zhǔn)與門窗標(biāo)準(zhǔn)分別對(duì)壁厚進(jìn)行了規(guī)定，特別是門窗標(biāo)準(zhǔn)《鋁合金門窗》GB/T8478規(guī)定了受力桿件的壁厚要求。本文主要從標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定、受力桿件的受力部位、壁厚的測(cè)量等方面進(jìn)行了說明，介紹了鋁型材壁厚相關(guān)內(nèi)容。鋁合金門窗因其強(qiáng)度高、表面處理顏色多樣化、門窗性能優(yōu)越等特點(diǎn)越來越受到大家的歡迎，鋁合金門窗型材產(chǎn)品也成為大多鋁材廠的主要產(chǎn)品。門窗鋁型材生產(chǎn)時(shí)執(zhí)行國標(biāo)，并符合訂單合同的相關(guān)要求，而型材壁厚是重要的質(zhì)量指標(biāo)， 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也對(duì)型材的壁厚作出了規(guī)定。本文主要對(duì)門窗型材的壁厚談?wù)剛€(gè)人的理解。一、標(biāo)準(zhǔn)對(duì)壁厚的規(guī)定：國標(biāo)《鋁合金建筑型材第1部分：基材》GB/T5237.1-2017是鋁型材廠執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定ABC三類壁厚的公差標(biāo)準(zhǔn)，通過標(biāo)準(zhǔn)可知，型材壁厚執(zhí)行正負(fù)公差，并有精度等級(jí)之分。如門窗型材壁厚為1.4mm，外接圓小于100mm，按高精級(jí)，則A類壁厚公差是±0.13mm。國標(biāo)《鋁合金門窗》GB/T8478-2008是門窗加工的標(biāo)準(zhǔn)，其中對(duì)于鋁型材的壁厚有明確規(guī)定，門不小于2.0mm、窗不小于1.4mm。上海地方標(biāo)準(zhǔn)《民用建筑處窗應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》DG/TJ08-2242-2017中規(guī)定鋁型材壁厚不小于1.8mm。福建地方標(biāo)準(zhǔn)《福建省民用建筑外窗工程技術(shù)規(guī)范》DBJ 13-255-2016中規(guī)定鋁型材壁厚不小于1.6mm。二、受力部位壁厚示意：在標(biāo)準(zhǔn)中雖然定義了門窗主要受力部位，但在實(shí)際應(yīng)用過程中不是特別順暢，有時(shí)也存在爭(zhēng)議。對(duì)于受力部位，我個(gè)人的理解是型材的主要腔體一周、主要翅部、及安裝五金的槽口等部位。其他部位比如膠條槽口、角片槽口等就不是主要受力部位。三、壁厚測(cè)量方法：鋁型材壁厚使用千分尺測(cè)量，測(cè)量精度為0.01mm。不建議使用游標(biāo)卡尺測(cè)量壁厚，因?yàn)槭褂糜螛?biāo)卡尺測(cè)量時(shí)的力度不好掌握，測(cè)量結(jié)果會(huì)因人而異。而千分尺有棘輪設(shè)置，能夠保證測(cè)量施加力度符合要求，多次測(cè)量結(jié)果一致。壁厚測(cè)量要注意精度問題。標(biāo)準(zhǔn)要求是≥1.4mm，精度為小數(shù)點(diǎn)后一位，那么測(cè)量壁厚的數(shù)值精度同樣保留一位小數(shù)是否合適呢？例如，測(cè)量壁厚數(shù)值為1.35mm，保留小數(shù)點(diǎn)1位，按數(shù)字修約規(guī)則“四舍五入”及“四舍六入五留雙”修約后記錄為1.4mm，從數(shù)據(jù)上看是符合≥1.4mm的要求的。那測(cè)量結(jié)果為1.35mm壁厚的型材符合標(biāo)準(zhǔn)要求嗎？個(gè)人理解為，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定壁厚≥1.4mm，目的是提高型材的質(zhì)量，實(shí)際產(chǎn)品壁厚要厚些，且要達(dá)到1.4mm。所以測(cè)量結(jié)果為1.35mm壁厚的型材不符合標(biāo)準(zhǔn)要求。測(cè)量壁厚時(shí)，還要注意壁厚為測(cè)量面的任意點(diǎn)壁厚，如果測(cè)量面上有一處的壁厚不符合要求則產(chǎn)品不符合要求。壁厚指標(biāo)不是測(cè)量的平均值，而是任意點(diǎn)壁厚。見圖8，圖中標(biāo)記紅色部位壁厚為1.35mm，即使平均壁厚達(dá)到1.4mm也不符合壁厚≥1.4mm的標(biāo)準(zhǔn)?？傊T窗標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鋁合金型材壁厚的規(guī)定提高了門窗整體性能，鋁型材生產(chǎn)廠家與門窗加工單位對(duì)此應(yīng)加深理解，生產(chǎn)出符合國標(biāo)的門窗。鋁型材受力桿件壁厚的問題一直是門窗相關(guān)企業(yè)關(guān)心的問題，大家對(duì)于哪個(gè)部位是受力部位理解也不盡相同，我們要嚴(yán)謹(jǐn)對(duì)待標(biāo)準(zhǔn)的要求，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量，為鋁合金門窗行業(yè)作出貢獻(xiàn)。

          高鐵車廂是用鋁材焊接的，有的高鐵線經(jīng)過零下三四十?dāng)z氏度的高寒地帶；南極科考船上的一些儀器、裝備與起居用品是以鋁材制造的，需要經(jīng)受零下六七十?dāng)z氏度的考驗(yàn)；由中國經(jīng)北極到歐洲的商船上有些裝備也是用鋁材制造的，其中的一部分露在外面，環(huán)境溫度也在零下五六十?dāng)z氏度；它們能在這樣的寒冷環(huán)境中正常運(yùn)轉(zhuǎn)嗎？沒問題，鋁合金及鋁材是*不怕寒冷酷熱的。說說鋁合金的低溫性能--鋁及鋁合金是*好的低溫材料，沒有低溫脆性，不像普通鋼材、鎳合金等那樣有明顯的低溫脆性，它們的強(qiáng)度性能雖然隨著溫度的降低而升高，但是塑性與韌性卻隨著溫度的下降而降低，即有明顯的低溫脆性?？墒卿X及鋁合金則大不一樣，沒有一絲絲低溫脆性，它們的一切力學(xué)性能均隨著溫度的降低而明顯上升，與材料的成分無關(guān)，不管是鑄造鋁合金還是變形鋁合金，也不管是粉末冶金合金，還是復(fù)合材料；與材料狀態(tài)也沒有關(guān)系，不管是加工狀態(tài)的，還是熱處理狀態(tài)的；也與錠坯制備工藝無關(guān)，不管是用鑄錠軋制的，還是用熔體連續(xù)鑄軋的或連續(xù)連軋的；與鋁的提取工藝更無關(guān)系，電解的、碳熱還原的、化學(xué)提取，通通都沒有低溫脆性；與純度也無關(guān)，不管是99.50%~99.79%的工藝純鋁，還是99.80%~99.949%的高純鋁、99.950%~99.9959%的超純鋁（Super Purity）、99.9960%~99.9990%的極純鋁（extreme purity）、>99.9990%的超高純鋁等都沒有低溫脆性。有趣的是，另兩個(gè)輕金屬——鎂、鈦跟鋁一樣也沒有低溫脆性。高鐵車廂鋁材有Al-Mg系的5005合金板材、5052合金板材、5083合金板材及型材，Al-Mg-Si系的6061合金板材及型材、6N01合金型材、6063合金型材，Al-Zn-Mg系7N01合金板材及型材、7003合金型材。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)有O、H14、H18、H112、T4、T5、T6。由表中的數(shù)據(jù)可明顯地看出，不管哪種鋁合金，它的力學(xué)性能均隨著溫度的降低而上升，所以鋁材是一類絕妙的低溫結(jié)構(gòu)材料，火箭的低溫燃料（液氫、液氧）儲(chǔ)罐、液化天然氣（LNG）運(yùn)輸船上與岸基儲(chǔ)罐、低溫化工產(chǎn)品容器、冷庫、冷藏車等都可以用鋁材制造。在地球上跑的高速列車的車廂與車頭的結(jié)構(gòu)件凡是可用鋁合金制造的零部件都可以用現(xiàn)行的相應(yīng)鋁合金制造，不需要另辟蹊徑研究一種在高寒地區(qū)運(yùn)營的廂體結(jié)構(gòu)鋁合金及其生產(chǎn)工藝，當(dāng)然如果能研發(fā)一種各項(xiàng)性能比6061合金大10%左右的6XXX合金，或比7N01合金約大8%的7XXX合金，那當(dāng)然是功勞很大的。實(shí)際上，在我國黑龍江省，以及以后在內(nèi)蒙古自治區(qū)、新疆維吾爾族自治區(qū)、西藏自治區(qū)、青海省跑的高鐵對(duì)鋁合金結(jié)構(gòu)來說算不了“高寒”，不需要對(duì)合金成分作特殊處理，也不需要對(duì)材料生產(chǎn)工藝參數(shù)作專門調(diào)整。只要為高張高鐵或以后為在其他寒冷地區(qū)運(yùn)營的高鐵車輛廂體生產(chǎn)的鋁材性能符合中國GB、歐洲EN、日本JIS、美國ASTM等標(biāo)準(zhǔn)要求，就是合格的產(chǎn)品，不需要采取特殊措施，以免加大成本。車廂鋁合金的發(fā)展趨勢(shì)：在現(xiàn)在軌道車輛廂體制造和維護(hù)中用的板材合金有5052、5083、5454、6061等合金，用的擠壓型材有5083、6061、7N01等，此外一些新的合金諸如5059、5383、6082等也有所應(yīng)用。它們都有良好的可焊性，焊絲為5356或5556合金，當(dāng)然*好是采用摩擦攪拌焊（FSW），不但焊接質(zhì)量高，而且不用焊絲。后來日本研發(fā)的7N01合金（Mn0.20~0.7、Mg1.0~2.0、Zn4.0~5.0，單位%），在軌道車輛制造中獲得廣泛應(yīng)用；德國在制造高鐵Trans Rapid車廂時(shí)采用5005合金板制作壁板，用6061、6063、6005合金擠壓所用的型材?？傊钡侥壳盁o論是中國還是其他 制造高鐵車輛基本上仍沿用這些合金。200km/h~350km/h列車廂體鋁合金：我們可根據(jù)列車運(yùn)營速度將廂體鋁合金分為：速度<200km/h的車輛用的可稱為 代合金，它們是常規(guī)的合金，多用于制造城市軌道車輛廂體，如6063、6061、5083合金等；第二代鋁合金如6N01、5005、6005A、7003、7005合金等用于制造速度為200km/h~350km/h的高鐵車輛廂體；第三代合金是6082、含鈧的鋁合金等。除了6N01、7N01合金（它們是日本合金，N代表Nippon）外，還有7003合金，它的Mg含量比7N01合金的低，是一種低Mg的Al-Zn-Mg合金，它的可焊性及強(qiáng)度與7N01合金的相當(dāng)，并具有更高的可擠壓性能。日本東北和上越新干線、札幌地鐵大量采用7003、7N01合金生產(chǎn)壁厚3mm的寬幅型材6005A合金（Si0.50~0.9、Mg0.40~0.7、Mn和Cr 0.12~0.50,%）是法國注冊(cè)的，與美國6005合金相比，Mg與Si的含量相等，但增加了0.12%~0.50%的Mn的Cr，不但有與6063合金相當(dāng)?shù)目蓴D壓性能，而且強(qiáng)度性能也有所提高。6N01合金也如此，日本山陽電化鐵路3050型車輛廂體側(cè)板（寬507mm、壁厚2.5mm）、寬558mm的地板，以及制造側(cè)板掛鉤、檐梁等的大型寬幅空心型材都是用6N01合金擠壓的。350ktm/h~450km/h列車廂體鋁合金：這是廂體用的新一代鋁合金，列車速度高達(dá)450m/h，車輛須承受更大的外力，受到的震動(dòng)也更強(qiáng)烈，因此應(yīng)研發(fā)新一代輕量化高鐵鋁合金。含鈧的鋁合金。鈧是鋁及鋁合金*有效的晶粒細(xì)化劑，也是優(yōu)化鋁合金性能有效的元素之一，鈧的含量都<0.5%，凡含有鈧的合金，不管含量多少都統(tǒng)稱鋁-鈧合金。Al-Sc合金有強(qiáng)度高、塑性好、可焊性優(yōu)良、抗蝕性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，是艦船、航空航天器、反應(yīng)堆、國防軍工器械等領(lǐng)域選用的新一代鋁合金之一，當(dāng)然也可以用于制造鐵路車輛結(jié)構(gòu)。不過向現(xiàn)行鋁合金添加鈧，對(duì)組 織性能的改善如何，尚有待系統(tǒng)的研究，鈧是一種稀土元素，中國是世界上的鈧生產(chǎn)國，在Al-Sc合金研究方面居世界前列，但總的來看還不如俄羅斯，在Al-Sc合金研究與應(yīng)用方面俄羅斯是領(lǐng)跑者。東北輕合金有限責(zé)任公司、中南大學(xué)、航天材料及工藝研究所對(duì)Al-Sc合金的研發(fā)作了許多工作，他們研究的“大尺寸5B70鋁-鎂-鈧合金板材”獲2017年度中國有色金屬工業(yè)科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)，獲二等獎(jiǎng)的也有一項(xiàng)，為“航天用可焊高強(qiáng)Al-Zn-Mg-Sc合金”。