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高鐵的材料是什麼材質

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高鐵的材料是什麼材質

(1)不鏽鋼

不鏽鋼主要用鎳鉻奧氏體不鏽鋼,由於其高耐蝕性和美觀的特點,在日本、美國、前蘇聯應用較多,在保證強度和剛度前提下,如樑、柱等骨架的板厚由普通鋼的3.2~6.0mm減至1.0~1.5mm,可減重40%左右。20世紀60年代初,日本率先研製出不鏽鋼車輛,其輕量、節能、不需塗裝,產生了顯著的經濟效益,目前不鏽鋼車輛超過5000輛,佔全部客車10%以上。

主要應用:不鏽鋼車體由於不易解決車體氣密性問題,只用於製造20km/h速度級的車體、及車內承載和裝飾件。

(2)鋁合金

鋁的密度小,僅爲2.7(屬輕金屬),約爲鋼的1/3。由於鋁的表面易氧化形成緻密而穩定的氧化膜,所以耐蝕性好。鋁有較好的鑄造性,由於鋁的融化溫度低,流動性好,易於製造各種複雜外形的零件。鋁合金仍然保持了質輕的特點,但機械性能明顯提高。

主要應用:一是作爲受力構件二是作爲門、窗、管、蓋、殼等材料三是作爲裝飾和絕熱材料。鋁合金容易加工和具有高度的散熱性。

特別是車輛引擎部分特別適合使用鋁合金材料。這裏幾乎完全是鋁合金的一家天下。此外,鋁合金的加工工藝多種多樣。通用性較強。

從長期來看,鋁合金價格適中。鋁材價格較高,使得車輛製造成本增加,但由於鋁合金使得車輛輕量化,車輛的輕量化帶來了運能的增加,耗能的減少,維修的費用降低。有資料顯示,交通工具的重量每減少10%,燃料可節約8%。在報廢回收時,鋁型材產品可以實現100%回收,回收鋁型材循環再用可以減少95%的能源消耗。

早在20世紀50年代,世界上較發達的一些國家就開始採用鋁型材來製造鐵路車輛,包括美國、加拿大、日本、俄羅斯、德國和法國等國,目前國內高鐵列車車廂已大量使用鋁合金材料。業內專家指出,時速300公里以上的高速列車車體必須採用輕量化的鋁合金材料,350公里以上的列車車廂除底盤外全部使用鋁型材。目前中國鐵路客運專線動車組採用的CRHI、CRH2、CRH3、CRH5四種類型中,除CRHI型車體採用的是不鏽鋼材外,其餘3種動車組車體均爲鋁合金材質。

近年來國外有用鎂合金、欽合金等航空材料製造車體骨架的嘗試,其重量只有鋁合金的66%,減重效果明顯。但還在考察試驗中。

(3)複合材料

複合材料己開始應用於車輛,且用量不斷增加,代表了未來發展趨勢。纖維增強樹脂基複合材料(FRF)因爲高比強度(剛度)、耐疲勞、耐蝕、隔熱、阻燃、可設計性強等優點。