铝合金结构 7 系材料母材裂纹分析处理的探讨张春林陈国玉王慧双中车长春轨道客车股份有限公司，130062 长春摘要：基于地铁车辆铝合金结构 7 系材料母材裂纹的处理过程，首先对裂纹信息进行描述；其次对裂纹的原因进行分析，最后对处理方案进行说明。
通过本文的分析介绍和说明，可对地铁车辆铝合金结构 7 系材料母材裂纹的处理过程有基本认知和了解。
关键词：地铁车辆铝合金焊接结构 7 系材料母材裂纹地铁车辆铝合金焊接结构 7 系材料主要应用于枕梁、牵引梁等关键部件。
其可靠性越来越受到关注，铝合金结构 7 系材料母材裂纹直接关系到车辆的行车安全，母材裂纹的分析思路及处理方式同样也需要系统的梳理说明。
一、裂纹信息描述地铁车辆发现枕梁裂纹共计有 31 列 72 辆车枕梁处出现了裂纹，裂纹共计有 128 处，累积扣车 19 列，出现裂纹的车辆最短运营里程 9 万公里，最长运营里程 90 万公里。
裂纹的分布位置如下：空簧旁裂纹空簧旁裂纹在外部沿车体宽度方向发展。
将裂纹刨开后对裂纹情况进行观察，裂纹出现分层并沿车体长度方向向内发展。
空簧安装座四周裂纹空簧安装座四周的裂纹从枕梁所开圆孔边缘向外延伸，沿车体宽度方向发展。
空簧旁立板处裂纹空簧旁立板处裂纹沿立板方向垂向发展，分布在空气弹簧上部的制动管通过孔附近。
中心销旁裂纹中心销旁裂纹呈45°角斜向发展，严重位置已贯穿下盖板。
裂纹刨开后，裂纹在45°角方向延伸分层开裂。
中心销旁立板处裂纹中心销旁立板处裂纹沿立板方向垂直发展，该处裂纹从型腔内开始发展并向外延伸，严重位置贯穿立板，并向底架和下盖板两个方向扩展。
裂纹刨开后，呈现垂直贯穿的情况。
中心销安装位置裂纹中心销安装位置的裂纹沿车体宽度方向发展，在中心销安装平面和旁边的枕梁下盖板面均存在裂纹。
空簧与中心销之间裂纹裂纹出现在中心销与空簧之间的枕梁下盖板上，在枕梁两气孔之间，裂纹沿车体宽度方向发展。
图 1-枕梁母材裂纹二、裂纹的原因分析1、设计结构：车体枕梁结构与引进车辆结构一致，引进车辆Channel_02_imcSimulator @ 2014-10-22 01-13-16 (3)Channel_04_imcSimulator @ 2014-10-22 01-13-16 (3)Channel_07_imcSimulator @ 2014-10-22 01-13-16 (3)Channel_09_imcSimulator @ 2014-10-22 01-13-16 (3)MPa-5MPa5和一期车辆未出现裂纹现象。
城市轨道交通车辆轻量化车体结构材料的研究与应用摘要：重量作为衡量整车的一个参数，合理的控制重量是改善车辆运行工况的重要因素。
其中车辆轻量化方面，在符合合理的成本条件下，降低车辆自重，减少运动阻力，就是起到对整车车辆使用时经济的效益最大化，从而响应了国家环保节能的重要举措。
新型轻量化车体结构材料的选用是实现城市轨道交通车辆轻量化的重要途径。
关键词：轨道交通车辆；轻量化；车体；结构材料；应用1城市轨道交通车辆轻量化车体结构材料概述车辆实现轻量化，首先在确保车辆结构的刚度和强度，选用合理的材料越发重要。
目前在车内的复合材料应用比例越来越多，像P3板、AIR-PLU板、酚醛树脂发泡板、轻芯钢等材料逐步发展起来。
轻芯钢是一种新型复合材料，密度约为玻璃钢的五分之一，具有轻质度高、隔音降噪、保温阻燃、耐腐功能，可应用在城轨道车辆上的风道、地板、顶板、侧墙上，从而实现地铁车辆局部的减重。
在车辆顶部空调、车辆下部材料选用方面，从传统的碳钢、不锈钢材料，到目前可应用轻质铝合金、铝基复合材料。
其中铝基合金材料重量轻，摩擦系数稳定、散热性好，在车辆顶部和车下适当位置的应用可降低约60%的重量。
近年来镁合金材料在轨道车辆上也有应用案例。
镁合金具有质量轻、强度、振动衰减特性优良的特点，但同时对加工工艺、耐火、耐腐蚀提出较高要求。
它的比重约铝合金的68%，其成本与铝合金差异不是很多，应用推广具有较大前景。
2城市轨道交通车辆轻量化车体结构材料的应用在对车辆构造进行设计上使用轻量化材料，并对车辆零件尺寸进行优化，借助整体塑形等生产工艺，能够有效减轻车辆的整体重量，促使实现节能高效，降低排放污染的目标。
而当前城市轨道交通车辆轻量化技术主要研究方向就是轻金属材料，车辆制造中所使用的材料多达4000多种，其中约80%为金属材料，55%为钢铁材料，而15%为铝镁等轻合金以及铸铁，20%为塑料以及碳纤维等非金属材料。
近年来，城市轨道交通车辆制造中逐渐引入轻量化材料，钢铁所占比例有所降低，逐步开始使用铝合金等轻金属合金。
1到8系列铝合金用途介绍1×××系列铝板材1×××系列铝板材：代表1050、1060、1100。
在所有系列中1×××系列属于含铝量最多的一个系列。
纯度可以达到99.00%以上。
由于不含有其他技术元素，所以生产过程比较单一，价格相对比较便宜，是目前常规工业中最常用的一个系列。
目前市场上流通的大部分为1050以及1060系列。
1000系列铝板根据最后两位阿拉伯数字来确定这个系列的最低含铝量，比如1050系列最后两位阿拉伯数字为50，根据国际牌号命名原则，含铝量必须达到99.5%以上方为合格产品。
我国的铝合金技术标准(GB/T3880-2006)中也明确规定1050含铝量达到99.5%.同样的道理1060系列铝板的含铝量必须达到99.6%以上2×××系列铝板材2×××系列铝板材：代表2A16（L Y16）、2A06（L Y6）。
2×××系列铝板的特点是硬度较高，其中以铜含量最高，大概在3-5%左右。
2×××系列铝板属于航空铝材，目前在常规工业中不常应用。
我国目前生产2×××系列铝板的厂家较少。
质量还无法与国外相比。
目前进口的铝板主要是由韩国和德国生产企业提供。
随着我国航空航天事业的发展，2×××系列的铝板生产技术将进一步提高。
3×××系列铝板材3×××系列铝板材：代表3003、3004、3A21为主。
又可以称为防锈铝板。
我国3×××系列铝板生产工艺较为优秀。
3×××系列铝板是由锰元素为主要成分，含量在1.0-1.5%之间。
铝合金不同牌号的性能-各种牌号的铝合金性能铝合金称呼合材料特性的概要用途例金 JIS A.A系统1060 1060 导电材61%IACS 保证，强度必要时使用6101 导电板、电线1085 10851080 1080 成形性、表面处理性良好、耐蚀性是铝合日用品、铭板、照明器具、1070 1070 金中最好的合金。
强度依铝的纯度而减反射板、装饰品、化学工纯 1050 1050 少。
业槽、散热片、溶接线、铝 1N30 导电材、印刷板系1100 1100 纯度在99% 以上的一般用途铝。
在阳极氧一般器物、散热鳍片、建1200 1200 化后外观稍稍泛白，此外其它特性与上述材、热交换器零件合金相同。
1N00 比1100 强度稍高，挤压性良好。
其它特性同1100 。
日用品2011 2011 切削性良好、强度高、耐蚀性差。
要求耐蚀性的场合使用6262 合金。
旋钮、光学零件、螺丝2014 20142017 2017 因为铜含量高、耐蚀性、强度高、使用在航空飞机、齿轮、油压零2024 2024 构造用材料，也适用于锻造品。
件、自行车轮鼓Al -Cu 2117 2117 固溶化处理后，作为铆钉、铆扣材料。
铆钉、铆扣2018 2218 2018 2218 锻造性良好、高温强度高，适用于要求耐热性的锻造零件，耐蚀性差。
气缸盖、活塞、VTR 气缸系 2618 2618 高温强度高、耐蚀性差活塞、橡胶成型用的模具、一般耐热用零件2219 2219 高温、低温的强度特性良好、溶接性也良好、但耐蚀性差低温用储槽、航天机器2025 2025 锻造性良好、强度高、耐蚀性差螺旋桨、磁性鼓2N01 耐热性佳、强度高、耐蚀性差飞机引擎、油压零件3003 3003 强度比1100 高、成形性、溶接性、耐蚀散热片、化妆板、复印机3203 - 性良好轮鼓、车用空调部品、船Al 舶用材-Mn 3004 3104 3004 3104 强度比3003 高、成形性、耐蚀性良好铝罐体、灯泡头、彩色铝系 3005 3005 强度比3003 高大约高20% 、耐蚀性比较建材、彩色铝好3105 3105 强度比3003 高，其它特性与3004 类似建材、彩色铝Al - 4032 4032 耐热性、耐磨性良好、热膨胀性系数小活塞、油缸盖、Si 4043 4043 流动性良好、凝固收缩小。
