Բարձր արագությամբ գնացքների վագոնները եռակցվում են ալյումինե նյութերով: Արագընթաց գնացքների որոշ գծեր անցնում են ցրտաշունչ շրջաններով, որոնց ջերմաստիճանը հասնում է մինուս 30-ից 40 աստիճան Ցելսիուսի: Անտարկտիկայի հետազոտական ​​նավերի որոշ գործիքներ, սարքավորումներ և կենդանի պարագաներ պատրաստված են ալյումինե նյութերից և պետք է դիմակայեն մինուս 60-ից մինչև 70 աստիճան Ցելսիուսի ջերմաստիճանի: Արկտիկայից Եվրոպա մեկնող չինական բեռնատար նավերը նույնպես օգտագործում են ալյումինե նյութերից պատրաստված որոշ սարքավորումներ, և դրանց մի մասը ենթարկվում է մինուս 50-ից մինչև 60 աստիճան ջերմաստիճանի: Կարո՞ղ են նրանք նորմալ գործել նման ծայրահեղ ցրտին: Խնդիր չկա, ալյումինե համաձուլվածքները և ալյումինե նյութերը չեն վախենում ծայրահեղ ցրտից կամ շոգից:

Ալյումինն ու ալյումինի համաձուլվածքները գերազանց ցածր ջերմաստիճանի նյութեր են: Նրանք չեն ցուցաբերում ցածր ջերմաստիճանի փխրունություն, ինչպես սովորական պողպատը կամ նիկելի համաձուլվածքները, որոնք ցույց են տալիս ուժի և ճկունության զգալի նվազում ցածր ջերմաստիճաններում: Այնուամենայնիվ, ալյումինի և ալյումինի համաձուլվածքները տարբեր են: Նրանք ցածր ջերմաստիճանի փխրունության որևէ հետք չեն ցուցաբերում: Նրանց բոլոր մեխանիկական հատկությունները զգալիորեն մեծանում են, քանի որ ջերմաստիճանը նվազում է: Սա անկախ է նյութի բաղադրությունից՝ լինի դա ձուլածո ալյումինի համաձուլվածք, թե ալյումինի դարբնոցային համաձուլվածք, փոշի մետալուրգիական համաձուլվածք կամ կոմպոզիտային նյութ: Այն նաև անկախ է նյութի վիճակից՝ լինի դա վերամշակված վիճակում, թե ջերմային մշակումից հետո: Այն կապ չունի ձուլակտորների պատրաստման գործընթացի հետ՝ անկախ այն բանից՝ այն արտադրվում է ձուլման և գլորման, թե շարունակական ձուլման և գլորման միջոցով: Այն նաև կապ չունի ալյումինի արդյունահանման գործընթացի հետ, ներառյալ էլեկտրոլիզը, ածխածնի ջերմային նվազեցումը և քիմիական արդյունահանումը: Սա վերաբերում է մաքրության բոլոր մակարդակներին՝ պրոցեսային ալյումինից 99,50% մինչև 99,79% մաքրությամբ, բարձր մաքրությամբ ալյումինից 99,80% մինչև 99,949% մաքրությամբ, գերմաքրության ալյումինից 99,950% մինչև 99,9999% մաքրությամբ, ծայրահեղ մաքրությամբ ալյումինից մինչև 99,9999% ալյումին։ մինչև 99,9990% մաքրություն և գերբարձր մաքրության ալյումին, ավելի քան 99,9990% մաքրությամբ: Հետաքրքիր է, որ երկու այլ թեթև մետաղներ՝ մագնեզիումը և տիտանը, նույնպես ցածր ջերմաստիճանի փխրունություն չեն ցուցաբերում:

Բարձր արագությամբ գնացքների վագոնների համար սովորաբար օգտագործվող ալյումինե համաձուլվածքների մեխանիկական հատկությունները և դրանց կապը ջերմաստիճանի հետ ներկայացված են ստորև բերված աղյուսակում:

Արագընթաց գնացքների վագոններում օգտագործվում են ալյումինե նյութեր, ինչպիսիք են Al-Mg սերիայի 5005 համաձուլվածքային թիթեղները, 5052 համաձուլվածքային թիթեղները, 5083 խառնուրդի թիթեղները և պրոֆիլները; Al-Mg-Si սերիայի 6061 խառնուրդի թիթեղներ և պրոֆիլներ, 6N01 խառնուրդի պրոֆիլներ, 6063 խառնուրդի պրոֆիլներ; Al-Zn-Mg սերիայի 7N01 խառնուրդի թիթեղներ և պրոֆիլներ, 7003 խառնուրդի պրոֆիլներ: Նրանք գալիս են ստանդարտ վիճակներով՝ O, H14, H18, H112, T4, T5, T6:

Աղյուսակի տվյալներից ակնհայտ է դառնում, որ ալյումինի համաձուլվածքների մեխանիկական հատկությունները մեծանում են ջերմաստիճանի նվազման հետ: Հետևաբար, ալյումինը հիանալի ցածր ջերմաստիճանի կառուցվածքային նյութ է, որը հարմար է հրթիռային ցածր ջերմաստիճանի վառելիքի (հեղուկ ջրածին, հեղուկ թթվածին) տանկերի, հեղուկ բնական գազի (LNG) փոխադրման նավերի և ցամաքային տանկերի, ցածր ջերմաստիճանի քիմիական արտադրանքի կոնտեյների, սառը պահեստավորման համար։ , սառնարանային բեռնատարներ և այլն։

Երկրի վրա շարժվող արագընթաց գնացքների կառուցվածքային բաղադրիչները, ներառյալ վագոնների և լոկոմոտիվների բաղադրիչները, բոլորը կարող են արտադրվել գոյություն ունեցող ալյումինե համաձուլվածքների միջոցով: Սառը շրջաններում գործող վագոնների կառույցների համար ալյումինե նոր խառնուրդ ուսումնասիրելու կարիք չկա: Այնուամենայնիվ, եթե նոր 6XXX համաձուլվածք, որն ունի մոտ 10% բարձր արդյունավետություն, քան 6061 համաձուլվածքը կամ 7XXX համաձուլվածքը, որի ընդհանուր արդյունավետությունը մոտավորապես 8% ավելի բարձր է, քան 7N01 համաձուլվածքը, դա նշանակալի ձեռքբերում կլինի:

Հաջորդը, եկեք քննարկենք փոխադրման ալյումինե համաձուլվածքների զարգացման միտումները:

Շրջագայության մեջՕգտագործվում են երկաթուղային մեքենաների վագոնների արտադրություն և սպասարկում, ալյումինե թիթեղներ, ինչպիսիք են 5052, 5083, 5454 և 6061, ինչպես նաև արտամղված պրոֆիլներ, ինչպիսիք են 5083, 6061 և 7N01: Կիրառվում են նաև որոշ նոր համաձուլվածքներ, ինչպիսիք են 5059, 5383 և 6082: Նրանք բոլորն էլ ցուցադրում են գերազանց զոդում, եռակցման լարերը սովորաբար 5356 կամ 5556 համաձուլվածքներ են: Իհարկե, շփման եռակցումը (FSW) նախընտրելի մեթոդն է, քանի որ այն ոչ միայն ապահովում է եռակցման բարձր որակ, այլև վերացնում է եռակցման լարերի անհրաժեշտությունը: Ճապոնական 7N01 համաձուլվածքը՝ Mn 0,20 բաղադրությամբ0.7%, Mg 1.02.0%, իսկ Zn 4.0~5.0% (բոլորը %) լայն կիրառություն է գտել երկաթուղային տրանսպորտային միջոցների արտադրության մեջ: Գերմանիան օգտագործեց 5005 համաձուլվածքային թիթեղներ՝ բարձր արագությամբ Trans Rapid վագոնների համար կողային պատեր արտադրելու համար և օգտագործեց 6061, 6063 և 6005 համաձուլվածքների արտամղումներ պրոֆիլների համար: Ամփոփելով, մինչ այժմ և՛ Չինաստանը, և՛ մյուս երկրները հիմնականում հավատարիմ են եղել այս համաձուլվածքներին արագընթաց գնացքների արտադրության համար:

Ալյումինե համաձուլվածքներ վագոնների համար 200կմ/ժ~350կմ/ժ արագությամբ

Մենք կարող ենք դասակարգել վագոնների ալյումինե համաձուլվածքները` ելնելով գնացքների գործառնական արագությունից: Առաջին սերնդի համաձուլվածքները օգտագործվում են 200 կմ/ժ-ից ցածր արագությամբ մեքենաների համար և սովորական համաձուլվածքներ են, որոնք հիմնականում օգտագործվում են քաղաքային երկաթուղային մեքենաների վագոնների արտադրության համար, ինչպիսիք են 6063, 6061 և 5083 համաձուլվածքները: Երկրորդ սերնդի ալյումինե համաձուլվածքները, ինչպիսիք են 6N01, 5005, 6005A, 7003 և 7005, օգտագործվում են արագընթաց գնացքների վագոնների արտադրության համար, որոնց արագությունը տատանվում է 200 կմ/ժ-ից մինչև 350 կմ/ժ: Երրորդ սերնդի համաձուլվածքները ներառում են 6082 և սկանդիում պարունակող ալյումինե համաձուլվածքներ:

Սկանդիում պարունակող ալյումինե համաձուլվածքներ

Scandium-ը ալյումինի համար հացահատիկի ամենաարդյունավետ զտիչներից է և համարվում է ալյումինի համաձուլվածքի հատկությունների օպտիմալացման հիմնական տարր: Սկանդիումի պարունակությունը սովորաբար 0,5%-ից պակաս է ալյումինի համաձուլվածքներում, իսկ սկանդիում պարունակող համաձուլվածքները ընդհանուր առմամբ կոչվում են ալյումին-սկանդիումի համաձուլվածքներ (Al-Sc համաձուլվածքներ): Al-Sc համաձուլվածքներն առաջարկում են առավելություններ, ինչպիսիք են բարձր ամրությունը, լավ ճկունությունը, գերազանց եռակցումը և կոռոզիոն դիմադրությունը: Դրանք օգտագործվում են տարբեր ծրագրերում, ներառյալ նավերը, օդատիեզերական մեքենաները, ռեակտորները և պաշտպանական սարքավորումները, ինչը դրանք դարձնում է նոր սերնդի ալյումինե համաձուլվածքներ, որոնք հարմար են երկաթուղային տրանսպորտային միջոցների կառուցվածքների համար:

Ալյումինե փրփուր

Բարձր արագությամբ գնացքները բնութագրվում են առանցքի թեթև բեռնվածությամբ, հաճախակի արագացումով և դանդաղումով և գերբեռնված գործառնություններով, որոնք պահանջում են, որ վագոնի կառուցվածքը հնարավորինս թեթև լինի՝ համապատասխանելով ուժի, կոշտության, անվտանգության և հարմարավետության պահանջներին: Ակնհայտ է, որ գերթեթև ալյումինե փրփուրի բարձր հատուկ ուժը, հատուկ մոդուլը և բարձր խոնավեցման բնութագրերը համապատասխանում են այս պահանջներին: Արագընթաց գնացքներում ալյումինե փրփուրի կիրառման օտարերկրյա հետազոտությունները և գնահատումը ցույց են տվել, որ ալյումինե փրփուրով լցված պողպատե խողովակներն ունեն 35%-ից 40%-ով ավելի էներգիա կլանելու ունակություն, քան դատարկ խողովակները և 40%-ից 50% ճկման ուժի աճ: Սա դարձնում է վագոնի սյուներն ու միջնապատերը ավելի ամուր և ավելի քիչ հակված փլուզման: Լոկոմոտիվի առջևի բուֆերային գոտում էներգիայի կլանման համար ալյումինե փրփուրի օգտագործումը մեծացնում է ազդեցության կլանման հնարավորությունները: 10 մմ հաստությամբ ալյումինե փրփուրից և բարակ ալյումինե թիթեղներից պատրաստված սենդվիչ պանելները 50%-ով ավելի թեթև են, քան բնօրինակ պողպատե թիթեղները՝ միաժամանակ ավելացնելով կոշտությունը 8 անգամ: