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铝合金在高速铁路上的应用现状及发展趋势
摘要:铁路运输是我国主要的交通运输方式,在国民经济中起着非常重要的作用。而铁路车辆是铁路运输中直接载运旅客和货物的工具,是铁路中的一个主要环节,随着社会的进步,运输对车辆的要求越来越高。车体作为车辆的一个主要部件,其轻量化设计就成为一个关键的问题。高速列车的轻型化对于发展交通运输、改善机车车辆运行平稳性、降低能源消耗、减少轮轨磨耗都是至关重要的。当今世界上,大多数发达国家采用铝合金为材质制造车体结构,介绍目前国内外铁路运输中铝材的应用优势及其主要障碍,通过使用铝材来代替传统的钢铁材料,可大大减轻自重以降低能耗、减少环境污染、提高经济性。并对铝材的发展趋势做了猜测。
关键词铝合金;现状;发展趋势
1引言
铁路运输工业正面临越来越严重的三大课题:能源、环保、安全。减轻火车自重以降低能耗,减少环境污染,节约有限资源已成为火车运输关注的焦点。轻量化是火车发展的一个重要趋势,通过使用轻质材料来替代传统的钢铁材料,可以减轻火车的质量,以达到节省燃料的目的。因此,越来越多的轻质或高比强度的材料受关注,如板、铝合金。本文就高速铁路客车用铝合金材料的现状及发展趋势做些讨论。
2铝合金的特点及其应用优势
21铝合金的特点
铝的密度小,仅为27(属轻金属),约为钢的13。由于铝的表面易氧化形成致密而稳定的氧化膜,所以耐蚀性好。铝有较好的铸造性,由于铝的融化温度低,流动性好,易于制造各种复杂外形的零件。铝中加入一种或几种元素后即构成铝合金,铝合金相对于纯铝可以提高强度和硬度,除固溶强化外,有些铝合金还可以热处理强化,使有些铝合金的抗拉强度可超过600MPa,与低碳钢相比,比强度则胜过某些合金钢。铝合金是纯铝加入一些合金元素制成的,如铝锰合金、铝铜合金、铝铜镁系硬铝合金、铝锌镁铜系超硬铝合金。铝合金比纯铝具有更好的物理力学性能:易加工、耐久性高、适用范围广、装饰效果好、花色丰富。铝合金分为防锈铝、硬铝、超硬铝等种类,各种类均有各自的使用范围,并有各自的代号,以供使用者选用。
铝合金仍然保持了质轻的特点,但机械性能明显提高。铝合金材料的应用有以下三个方面:一是作为受力构件;二是作为门、窗、管、盖、壳等材料;三是作为装饰和绝热材料。
f利用铝合金阳极氧化处理后可以进行着色的特点,制成各种装饰品。铝合金板材、型材表面可以进行防腐、轧花、涂装、印刷等二次加r
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