I carri di treni d'alta velocità sò saldati cù materiali d'aluminiu. Alcune linee di treni d'alta velocità passanu per e regioni frigide cù una temperatura di minus 30 à 40 gradi Celsius. Certi strumenti, l'equipaggiu, è i suminimi viventi nantu à i navi di ricerca in l'Antartida sò fatti di materiali d'aluminiu è anu bisognu di resistà à e temperature di minus 60 à 70 gradi Celsius. I navi di carichi chinesi chì viaghjanu da l'Articu à l'Europa utilizanu ancu un equipamentu fattu di materiali d'aluminiu, è alcuni sò esposti à temperature da minus 50 à 60 gradi Celsius. Puderanu operare nurmale in un friddu cusì estremu? Nisun prublema, l'aliaghji d'aluminiu è i materiali d'aluminiu ùn anu micca paura di u fretu o u calore estremu.

L'aluminiu è l'aliati d'aluminiu sò eccellenti materiali à bassa temperatura. Ùn presentanu micca fragilità à bassa temperatura cum'è l'acciaio ordinariu o l'aliati di nichel, chì mostranu una diminuzione significativa di a forza è a duttilità à e basse temperature. In ogni casu, l'aluminiu è l'aliati d'aluminiu sò diffirenti. Ùn mostranu micca traccia di fragilità à bassa temperatura. Tutte e so proprietà meccaniche aumentanu significativamente cum'è a temperatura diminuite. Questu hè indipendente da a cumpusizioni di u materiale, ch'ella sia una lega d'aluminiu fusa o una lega d'aluminiu forgiata, una lega di metallurgia di polveri o un materiale compostu. Hè ancu indipindente da u statu di u materiale, sia in u statu processatu o dopu u trattamentu termale. Ùn hè micca in relazione cù u prucessu di preparazione di lingotti, ch'ella sia prodotta per colata è laminazione o colata è laminazione cuntinuu. Ùn hè ancu micca in relazione cù u prucessu d'estrazione d'aluminiu, cumprese l'elettrolisi, a riduzzione termale di carbone è l'estrazione chimica. Questu hè applicà à tutti i livelli di purità, da l'aluminiu di prucessu cù 99,50% à 99,79% di purità, aluminiu di alta purezza cù 99,80% à 99,949% di purezza, aluminiu super-purità cù 99,950% à 99,9959% di purezza, aluminiu di purità estrema cù 99,96% a purità. à 99,9990% di purità, è aluminiu ultra-alta purezza cù più di 99,9990% di purezza. Curiosamente, dui altri metalli ligeri, u magnesiu è u titaniu, ùn presentanu micca fragilità à bassa temperatura.

E proprietà meccaniche di l'aliaghji d'aluminiu cumunimenti utilizati per i vagoni di treni d'alta velocità è a so relazione cù a temperatura sò mostrati in a tabella sottu.

I vagoni di treni d'alta velocità utilizanu materiali d'aluminiu, cum'è i platti in lega Al-Mg serie 5005, i platti in lega 5052, i platti in lega 5083 è i profili; Al-Mg-Si serie 6061 platti è profili in lega, profili in lega 6N01, profili in lega 6063; Al-Zn-Mg serie 7N01 piastre è profili in lega, profili in lega 7003. Venenu in stati standard: O, H14, H18, H112, T4, T5, T6.

Da i dati in a tavula, hè evidenti chì e proprietà meccaniche di l'aliati d'aluminiu aumentanu cum'è a temperatura diminuite. Per quessa, l'aluminiu hè un eccellente materiale strutturale à bassa temperatura adattatu per l'usu in cisterne di carburante à bassa temperatura (idrogenu liquidu, ossigenu liquidu), navi di trasportu di gas naturale liquefied (LNG) è tanki in terra, cuntenituri di prudutti chimichi à bassa temperatura, magazzini in frigo. , camion frigoriferi, è più.

I cumpunenti strutturali di i treni d'alta velocità chì viaghjanu nantu à a Terra, cumpresi i cumpunenti di carri è locomotive, ponu tutti esse fabbricati cù leghe d'aluminiu esistenti. Ùn ci hè bisognu di ricercà una nova lega d'aluminiu per strutture di carru chì operanu in regioni frigide. Tuttavia, se una nova lega 6XXX cù un rendimentu circa 10% più altu ch'è una lega 6061 o una lega 7XXX cù un rendimentu generale circa 8% più altu ch'è una lega 7N01 puderia esse sviluppata, questu seria un successu significativu.

In seguitu, discutemu di e tendenze di sviluppu di l'alea d'aluminiu di carru.

In u cura fabricazione di affittu è u mantenimentu di vagoni di veiculi ferroviari, platti di lega cum'è 5052, 5083, 5454 è 6061 sò usati, cù profili estrusi cum'è 5083, 6061 è 7N01. Certi ligami novi cum'è 5059, 5383 è 6082 sò ancu applicati. Tutti mostranu una saldabilità eccellente, cù i fili di saldatura tipicamente 5356 o 5556 alliages. Di sicuru, a saldatura di friction stir welding (FSW) hè u metudu preferitu, postu chì ùn solu assicura una alta qualità di saldatura, ma ancu elimina a necessità di fili di saldatura. A lega 7N01 di u Giappone, cù a so cumpusizioni di Mn 0,200,7%, Mg 1,02,0%, è Zn 4,0 ~ 5,0% (tutti in %), hà trovu un usu diffusa in a fabricazione di veiculi ferroviari. A Germania hà utilizatu platti di lega 5005 per pruduce pareti laterali per i carri Trans Rapid d'alta velocità è hà impiegatu estrusioni di lega 6061, 6063 è 6005 per i profili. In riassuntu, finu à avà, a Cina è altri paesi anu aderitu soprattuttu à queste leghe per a fabricazione di treni d'alta velocità.

Alloggi d'Aluminiu per Carru à 200km/h ~ 350km/h

Pudemu categurizà leghe d'aluminiu di carru in basa di a velocità operativa di i treni. E leghe di prima generazione sò aduprate per i veiculi cù velocità sottu à 200 km / h è sò leghe cunvinziunali aduprate principalmente per a fabricazione di carri ferroviari urbani, cum'è leghe 6063, 6061 è 5083. Leghe d'aluminiu di seconda generazione cum'è 6N01, 5005, 6005A, 7003 è 7005 sò aduprate per a fabricazione di vagoni di treni d'alta velocità cù velocità chì varianu da 200 km / h à 350 km / h. Allie di terza generazione includenu 6082 è ligami d'aluminiu chì cuntenenu scandiu.

Alliati d'aluminiu chì cuntenenu scandiu

Scandium hè unu di i raffinatori di granu più efficaci per l'aluminiu è hè cunsideratu un elementu essenziale per ottimisà e proprietà di l'alia d'aluminiu. U cuntenutu di scandiu hè tipicamenti menu di 0,5% in l'aliaghji d'aluminiu, è l'aliati chì cuntenenu u scandiu sò chjamati cullettivamente cum'è alliati d'aluminiu-scandiu (ligamenti Al-Sc). Al-Sc alleati offre vantaghji cum'è alta resistenza, bona duttilità, eccellente saldabilità è resistenza à a corrosione. Sò aduprati in diverse applicazioni, cumprese navi, veiculi aerospaziali, reattori è equipaghji di difesa, chì li facenu una nova generazione di leghe d'aluminiu adattate per strutture di veiculi ferroviari.

Schiuma d'aluminiu

I treni d'alta velocità sò carattarizati da carichi di assi ligeri, accelerazioni è decelerazioni frequenti, è operazioni sovraccarichi, chì esigenu chì a struttura di u trasportu sia u più ligera pussibule mentre risponde à i requisiti di forza, rigidità, sicurezza è cunfortu. Claramente, a resistenza specifica elevata di a spuma d'aluminiu ultra-leggera, u modulu specificu è e caratteristiche di ammortizzamentu elevatu sò in linea cù questi requisiti. A ricerca straniera è a valutazione di l'applicazione di schiuma d'aluminiu in i treni d'alta velocità anu dimustratu chì i tubi d'acciaio pieni di schiuma d'aluminiu anu una capacità di assorbimentu d'energia da 35% à 40% più altu ch'è i tubi vacanti è un aumentu di 40% à 50% in forza di flexural. Questu rende i pilastri di u carru è i partizioni più robusti è menu propensi à colapsà. L'usu di schiuma d'aluminiu per l'assorbimentu d'energia in a zona di buffer frontale di a locomotiva aumenta e capacità di assorbimentu di l'impattu. I pannelli sandwich fatti di schiuma d'aluminiu di 10 mm di spessore è fogli d'aluminiu sottili sò 50% più ligeri cà i piatti d'acciaio originali mentre aumentanu a rigidità di 8 volte.