მაღალსიჩქარიანი მატარებლის ვაგონები შედუღებულია ალუმინის მასალების გამოყენებით. ზოგიერთი მაღალსიჩქარიანი მატარებლის ხაზი გადის ცივ რეგიონებში, სადაც ტემპერატურა მინუს 30-დან 40 გრადუსამდეა. ანტარქტიდის კვლევით გემებზე ზოგიერთი ინსტრუმენტი, მოწყობილობა და საარსებო წყარო დამზადებულია ალუმინის მასალისგან და უნდა გაუძლოს მინუს 60-დან 70 გრადუს ცელსიუსამდე ტემპერატურას. ჩინური სატვირთო გემები, რომლებიც მიემგზავრებიან არქტიკიდან ევროპაში, ასევე იყენებენ ალუმინის მასალისგან დამზადებულ აღჭურვილობას და ზოგიერთი მათგანი ექვემდებარება მინუს 50-დან 60 გრადუს ცელსიუსამდე ტემპერატურას. შეუძლიათ თუ არა მათ ნორმალურად მუშაობა ასეთ უკიდურეს სიცივეში? პრობლემა არ არის, ალუმინის შენადნობები და ალუმინის მასალები არ ეშინია უკიდურესი სიცივის ან სიცხის.

ალუმინის და ალუმინის შენადნობები შესანიშნავი დაბალი ტემპერატურის მასალებია. ისინი არ ავლენენ დაბალ ტემპერატურაზე მტვრევადობას, როგორც ჩვეულებრივი ფოლადი ან ნიკელის შენადნობები, რომლებიც აჩვენებენ სიმტკიცის და ელასტიურობის მნიშვნელოვან შემცირებას დაბალ ტემპერატურაზე. თუმცა, ალუმინის და ალუმინის შენადნობები განსხვავებულია. ისინი არ ამჟღავნებენ დაბალი ტემპერატურის მტვრევადობის კვალს. ყველა მათი მექანიკური თვისება მნიშვნელოვნად იზრდება ტემპერატურის კლებასთან ერთად. ეს დამოუკიდებელია მასალის შემადგენლობიდან, იქნება ეს თუჯის ალუმინის შენადნობი თუ დამუშავებული ალუმინის შენადნობი, ფხვნილის მეტალურგიის შენადნობი თუ კომპოზიციური მასალა. ის ასევე დამოუკიდებელია მასალის მდგომარეობიდან, იქნება ეს დამუშავებულ მდგომარეობაში თუ თერმული დამუშავების შემდეგ. იგი არ არის დაკავშირებული ლენტის მომზადების პროცესთან, იქნება ეს ჩამოსხმა-გორვა, თუ უწყვეტი ჩამოსხმა-გორვა. ის ასევე არ არის დაკავშირებული ალუმინის მოპოვების პროცესთან, მათ შორის ელექტროლიზთან, ნახშირბადის თერმორედუქციასთან და ქიმიურ მოპოვებასთან. ეს ეხება სისუფთავის ყველა დონეს, დამუშავების ალუმინიდან 99,50%-დან 99,79%-მდე სისუფთავით, მაღალი სისუფთავის ალუმინის 99,80%-დან 99,949%-მდე სისუფთავით, სუპერ სისუფთავის ალუმინის 99,950%-დან 99,9999%-მდე სისუფთავით, ექსტრემალური სისუფთავით 99,9999%-მდე. 99,9990%-მდე სისუფთავე და ულტრა მაღალი სისუფთავის ალუმინი 99,9990%-ზე მეტი სისუფთავით. საინტერესოა, რომ ორი სხვა მსუბუქი ლითონი, მაგნიუმი და ტიტანი, ასევე არ ამჟღავნებენ დაბალი ტემპერატურის მტვრევადობას.

მაღალსიჩქარიანი მატარებლის ვაგონებისთვის ხშირად გამოყენებული ალუმინის შენადნობების მექანიკური თვისებები და მათი ურთიერთობა ტემპერატურასთან ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ ცხრილში.

მაღალსიჩქარიანი მატარებლის ვაგონები იყენებენ ალუმინის მასალებს, როგორიცაა Al-Mg სერიის 5005 შენადნობის ფირფიტები, 5052 შენადნობის ფირფიტები, 5083 შენადნობის ფირფიტები და პროფილები; Al-Mg-Si სერიის 6061 შენადნობის ფირფიტები და პროფილები, 6N01 შენადნობის პროფილები, 6063 შენადნობის პროფილები; Al-Zn-Mg სერიის 7N01 შენადნობის ფირფიტები და პროფილები, 7003 შენადნობის პროფილები. ისინი გამოდიან სტანდარტულ მდგომარეობებში: O, H14, H18, H112, T4, T5, T6.

ცხრილის მონაცემებიდან ჩანს, რომ ალუმინის შენადნობების მექანიკური თვისებები ტემპერატურის კლებასთან ერთად იზრდება. აქედან გამომდინარე, ალუმინი არის შესანიშნავი დაბალი ტემპერატურის სტრუქტურული მასალა, რომელიც შესაფერისია რაკეტების დაბალი ტემპერატურის საწვავის (თხევადი წყალბადი, თხევადი ჟანგბადი) ავზებში, თხევადი ბუნებრივი აირის (LNG) სატრანსპორტო გემებსა და ხმელეთზე ტანკებში, დაბალი ტემპერატურის ქიმიური პროდუქტების კონტეინერებში, მაცივარში გამოსაყენებლად. , მაცივარი სატვირთო მანქანები და სხვა.

დედამიწაზე მოძრავი მაღალსიჩქარიანი მატარებლების სტრუქტურული კომპონენტები, ვაგონისა და ლოკომოტივის კომპონენტების ჩათვლით, ყველა შეიძლება დამზადდეს არსებული ალუმინის შენადნობების გამოყენებით. არ არის საჭირო ახალი ალუმინის შენადნობის კვლევა ცივ რეგიონებში მოქმედი ვაგონების სტრუქტურებისთვის. თუმცა, თუ შეიქმნება ახალი 6XXX შენადნობი 6061 შენადნობის დაახლოებით 10%-ით მაღალი შესრულებით ან 7XXX შენადნობი საერთო ეფექტურობით დაახლოებით 8%-ით მაღალი ვიდრე 7N01 შენადნობი, ეს მნიშვნელოვანი მიღწევა იქნება.

შემდეგი, მოდით განვიხილოთ ვაგონის ალუმინის შენადნობების განვითარების ტენდენციები.

კურსშისარკინიგზო მანქანების ვაგონების დაქირავება და ტექნიკური მომსახურება, გამოყენებულია შენადნობის ფირფიტები, როგორიცაა 5052, 5083, 5454 და 6061, ექსტრუდირებულ პროფილებთან ერთად, როგორიცაა 5083, 6061 და 7N01. ასევე გამოიყენება ზოგიერთი ახალი შენადნობები, როგორიცაა 5059, 5383 და 6082. ყველა მათგანს აქვს შესანიშნავი შედუღება, შედუღების მავთულები, როგორც წესი, არის 5356 ან 5556 შენადნობები. რა თქმა უნდა, ხახუნის შედუღების შედუღება (FSW) არის სასურველი მეთოდი, რადგან ის არა მხოლოდ უზრუნველყოფს შედუღების მაღალ ხარისხს, არამედ გამორიცხავს შედუღების მავთულის საჭიროებას. იაპონიის 7N01 შენადნობი, მისი შემადგენლობით Mn 0.200.7%, მგ 1.02.0% და Zn 4.0~5.0% (ყველა %) ფართოდ გამოიყენება სარკინიგზო მანქანების წარმოებაში. გერმანიამ გამოიყენა 5005 შენადნობის ფირფიტები მაღალსიჩქარიანი Trans Rapid ვაგონების გვერდების დასამზადებლად და გამოიყენა 6061, 6063 და 6005 შენადნობის ექსტრუზია პროფილებისთვის. მოკლედ, აქამდე, როგორც ჩინეთი, ასევე სხვა ქვეყნები ძირითადად იცავდნენ ამ შენადნობებს მაღალსიჩქარიანი მატარებლების წარმოებისთვის.

ალუმინის შენადნობები ვაგონებისთვის 200კმ/სთ~350კმ/სთ

ჩვენ შეგვიძლია ვაგონების ალუმინის შენადნობების კლასიფიკაცია მატარებლების ოპერაციული სიჩქარის მიხედვით. პირველი თაობის შენადნობები გამოიყენება 200 კმ/სთ-ზე დაბალი სიჩქარის მქონე მანქანებისთვის და არის ჩვეულებრივი შენადნობები, რომლებიც ძირითადად გამოიყენება ურბანული სარკინიგზო მანქანების ვაგონების წარმოებისთვის, როგორიცაა 6063, 6061 და 5083 შენადნობები. მეორე თაობის ალუმინის შენადნობები, როგორიცაა 6N01, 5005, 6005A, 7003 და 7005, გამოიყენება მაღალსიჩქარიანი მატარებლების ვაგონების დასამზადებლად, რომელთა სიჩქარე მერყეობს 200კმ/სთ-დან 350კმ/სთ-მდე. მესამე თაობის შენადნობები მოიცავს 6082 და სკანდიუმის შემცველ ალუმინის შენადნობებს.

სკანდიუმის შემცველი ალუმინის შენადნობები

სკანდიუმი არის ერთ-ერთი ყველაზე ეფექტური მარცვლეულის გადამამუშავებელი ალუმინის და ითვლება აუცილებელ ელემენტად ალუმინის შენადნობის თვისებების ოპტიმიზაციისთვის. სკანდიუმის შემცველობა ჩვეულებრივ 0,5%-ზე ნაკლებია ალუმინის შენადნობებში, ხოლო სკანდიუმის შემცველ შენადნობებს ერთობლივად მოიხსენიებენ, როგორც ალუმინის-სკანდიუმის შენადნობებს (Al-Sc შენადნობები). Al-Sc შენადნობები გვთავაზობენ უპირატესობებს, როგორიცაა მაღალი სიმტკიცე, კარგი ელასტიურობა, შესანიშნავი შედუღება და კოროზიის წინააღმდეგობა. ისინი გამოიყენება სხვადასხვა აპლიკაციებში, მათ შორის გემებში, კოსმოსურ სატრანსპორტო საშუალებებში, რეაქტორებში და თავდაცვის აღჭურვილობაში, რაც მათ ახალი თაობის ალუმინის შენადნობებად აქცევს სარკინიგზო სატრანსპორტო საშუალებების სტრუქტურებისთვის შესაფერისი.

ალუმინის ქაფი

მაღალსიჩქარიანი მატარებლები ხასიათდება მსუბუქი ღერძების დატვირთვით, ხშირი აჩქარებით და შენელებით და გადატვირთული ოპერაციებით, რაც მოითხოვს, რომ ვაგონის სტრუქტურა იყოს მაქსიმალურად მსუბუქი, სიძლიერის, სიხისტის, უსაფრთხოებისა და კომფორტის მოთხოვნების დაკმაყოფილების დროს. ცხადია, რომ ულტრა მსუბუქი ალუმინის ქაფის მაღალი სპეციფიკური სიმტკიცე, სპეციფიკური მოდული და მაღალი ამორტიზაციის მახასიათებლები შეესაბამება ამ მოთხოვნებს. ჩქაროსნულ მატარებლებში ალუმინის ქაფის გამოყენების უცხოურმა კვლევებმა და შეფასებებმა აჩვენა, რომ ალუმინის ქაფით სავსე ფოლადის მილებს აქვთ ენერგიის შთანთქმის უნარი 35%–დან 40%–ით უფრო მაღალი ვიდრე ცარიელი მილები და 40%–დან 50%–მდე ზრდის მოქნილობის სიმტკიცეს. ეს ხდის ვაგონის სვეტებს და ტიხრებს უფრო გამძლეს და ნაკლებად მიდრეკილს ნგრევისაკენ. ალუმინის ქაფის გამოყენება ენერგიის შთანთქმისთვის ლოკომოტივის წინა ბუფერულ ზონაში აძლიერებს ზემოქმედების შთანთქმის შესაძლებლობებს. 10 მმ სისქის ალუმინის ქაფით და თხელი ალუმინის ფურცლებით დამზადებული სენდვიჩ პანელები 50%-ით მსუბუქია, ვიდრე ორიგინალური ფოლადის ფირფიტები, ხოლო სიმყარეს ზრდის 8-ჯერ.