Hege snelheid treinwagons wurde laske mei aluminiummaterialen. Guon treinlinen mei hege snelheid passe troch frigide regio's mei temperatueren sa leech as minus 30 oant 40 graden Celsius. Guon ynstruminten, apparatuer en libbensfoarsjenningen op Antarktyske ûndersyksskippen binne makke fan aluminiummaterialen en moatte temperatueren sa leech as min 60 oant 70 graden Celsius wjerstean. Sineeske frachtskippen dy't reizgje fan 'e Arktyske nei Jeropa brûke ek guon apparatuer makke fan aluminiummaterialen, en guon dêrfan wurdt bleatsteld oan temperatueren sa leech as minus 50 oant 60 graden Celsius. Kinne se normaal wurkje yn sokke ekstreme kjeld? Gjin probleem, aluminium alloys en aluminium materialen binne net bang foar ekstreme kjeld of waarmte.

Aluminium en aluminium alloys binne poerbêst lege-temperatuer materialen. Se hawwe gjin brosheid by lege temperatuer lykas gewoane stiel of nikkellegeringen, dy't in signifikante fermindering fan sterkte en duktiliteit by lege temperatueren sjen litte. Aluminium en aluminiumlegeringen binne lykwols oars. Se litte gjin spoar fan brosheid by lege temperatuer sjen. Al harren meganyske eigenskippen gâns tanimme as de temperatuer nimt ôf. Dit is ûnôfhinklik fan 'e gearstalling fan it materiaal, of it no giet om getten aluminiumlegering as smeed aluminiumlegering, poedermetallurgy-legering, as gearstald materiaal. It is ek ûnôfhinklik fan 'e steat fan it materiaal, of it no is yn' e as-ferwurke steat as nei waarmtebehanneling. It is net relatearre oan it tariedingsproses fan ingots, of it no wurdt produsearre troch casting en rolling of trochgeande casting en rolling. It is ek net relatearre oan it aluminiumekstraksjeproses, ynklusyf elektrolyse, koalstoftermyske reduksje, en gemyske ekstraksje. Dit jildt foar alle nivo's fan suverens, fan proses aluminium mei 99,50% oant 99,79% suverens, hege suverens aluminium mei 99,80% oant 99,949% suverens, super-suverens aluminium mei 99,950% oant 99,9959% suverens, ekstreme suverens 99% aluminum.9 oant 99,9990% suverens, en ultra-hege suverens aluminium mei mear as 99,9990% suverens. Nijsgjirrich is dat twa oare ljochtmetalen, magnesium en titanium, ek gjin brosheid by lege temperatuer sjen litte.

De meganyske eigenskippen fan algemien brûkte aluminium alloys foar hege-snelheid trein wagons en harren relaasje mei temperatuer wurde werjûn yn de tabel hjirûnder.

High-speed trein wagons brûke aluminium materialen lykas Al-Mg rige 5005 alloy platen, 5052 alloy platen, 5083 alloy platen, en profilen; Al-Mg-Si rige 6061 alloy platen en profilen, 6N01 alloy profilen, 6063 alloy profilen; Al-Zn-Mg rige 7N01 alloy platen en profilen, 7003 alloy profilen. Se komme yn standert steaten: O, H14, H18, H112, T4, T5, T6.

Ut de gegevens yn 'e tabel is it dúdlik dat de meganyske eigenskippen fan aluminiumlegeringen tanimme as de temperatuer ôfnimt. Dêrom is aluminium in poerbêst struktureel materiaal foar lege temperatuer dat geskikt is foar gebrûk yn tanks foar lege temperatueren fan raket (floeibere wetterstof, floeibere soerstof), ferfierskippen foar floeiber ierdgas (LNG) en onshore tanks, konteners foar lege temperatueren foar gemyske produkten, kâlde opslach , gekoelde frachtweinen, en mear.

De strukturele ûnderdielen fan hege-snelheid treinen rinne op ierde, ynklusyf koets en lokomotyf ûnderdielen, kinne allegearre wurde produsearre mei help fan besteande aluminium alloys. D'r is gjin ferlet om in nije aluminiumlegering te ûndersykjen foar koetsstruktueren dy't wurkje yn frigide regio's. As lykwols in nije 6XXX-legering mei prestaasjes sawat 10% heger as 6061-legering of in 7XXX-legering mei algemiene prestaasjes sawat 8% heger dan 7N01-legering koe wurde ûntwikkele, soe dat in wichtige prestaasje wêze.

Litte wy dan de ûntwikkelingstrends besprekke fan aluminiumlegeringen foar koets.

Yn 'e kuerhier fabrikaazje en ûnderhâld fan spoarweinen, legere platen lykas 5052, 5083, 5454, en 6061 wurde brûkt, tegearre mei extrudearre profilen lykas 5083, 6061, en 7N01. Guon nijere alloys lykas 5059, 5383, en 6082 wurde ek tapast. Se hawwe allegear poerbêste lasberens, mei lasdraden typysk 5356 of 5556 alloys. Fansels is friction stir welding (FSW) de foarkar metoade, om't it net allinnich soarget foar hege welding kwaliteit, mar ek elimineert de needsaak foar welding triedden. Japanske 7N01 alloy, mei syn gearstalling fan Mn 0.200,7%, Mg 1,02,0%, en Zn 4,0 ~ 5,0% (allegear yn %), hat wiidferspraat gebrûk fûn yn 'e fabrikaazje fan spoarweinen. Dútslân brûkte 5005 alloy platen te produsearjen sydmuorren foar hege-snelheid Trans Rapid koetsen en brûkt 6061, 6063, en 6005 alloy extrusions foar profilen. Gearfetsjend, oant no ta, sawol Sina as oare lannen hawwe meastentiids folge oan dizze alloys foar hege-snelheid trein fabrikaazje.

Aluminiumlegeringen foar weinen by 200 km / h ~ 350 km / h

Wy kinne aluminium alloys foar koets kategorisearje op basis fan 'e operative snelheid fan' e treinen. De legeringen fan 'e earste generaasje wurde brûkt foar auto's mei snelheden ûnder 200 km / h en binne konvinsjonele legeringen dy't primêr brûkt wurde foar it produsearjen fan stedske spoarweinen, lykas 6063, 6061 en 5083 alloys. Twadde-generaasje aluminium alloys lykas 6N01, 5005, 6005A, 7003, en 7005 wurde brûkt foar it meitsjen fan weinen fan hege-snelheid treinen mei snelheden fariearjend fan 200km / h oant 350km / h. Alloys fan de tredde generaasje omfetsje 6082 en scandium-befette aluminiumlegeringen.

Scandium-befette aluminiumlegeringen

Scandium is ien fan 'e meast effektive nôtraffiners foar aluminium en wurdt beskôge as in essinsjeel elemint foar it optimalisearjen fan eigenskippen fan aluminiumlegering. Scandium ynhâld is typysk minder dan 0,5% yn aluminium alloys, en alloys befetsje scandium wurde kollektyf oantsjut as aluminium-scandium alloys (Al-Sc alloys). Al-Sc alloys biede foardielen lykas hege sterkte, goede ductility, poerbêst weldability, en corrosie ferset. Se wurde brûkt yn ferskate tapassingen, ynklusyf skippen, loftfeartauto's, reaktors, en definsjeapparatuer, wêrtroch't se in nije generaasje aluminiumlegeringen binne geskikt foar struktueren foar spoarwein.

Aluminium Foam

High-speed treinen wurde karakterisearre troch lichtgewicht as loads, faak fersnelling en fertraging, en oerladen operaasjes, dy't fereaskje dat de koets struktuer te wêzen sa licht as mooglik, wylst foldwaan oan sterkte, rigidity, feiligens, en komfort easken. It is dúdlik dat de hege spesifike sterkte, spesifike modulus en hege dempingseigenskippen fan it ultraljochte aluminiumfoam oerienkomme mei dizze easken. Bûtenlânske ûndersiik en evaluaasje fan 'e tapassing fan aluminium skom yn hege snelheid treinen hawwe sjen litten dat aluminium foam-folle stielen buizen hawwe in 35% oant 40% heger enerzjy absorption kapasiteit as lege buizen en in 40% oant 50% ferheging fan flexural sterkte. Dit makket koetspylders en partysjes robúster en minder gefoelich foar ynstoarten. It brûken fan aluminiumfoam foar enerzjyabsorption yn 'e foarste buffersône fan' e lokomotyf fersterket de mooglikheden foar ynfloedabsorption. Sandwich panielen makke fan 10mm dik aluminium foam en tinne aluminium platen binne 50% lichter as orizjinele stielen platen wylst tanimmende stivens troch 8 kear.