Héichgeschwindeg Zuchwagonen ginn mat Aluminiummaterial geschweest. E puer High-Speed-Zuchlinne passéieren duerch frigid Regiounen mat Temperaturen esou niddreg wéi minus 30 bis 40 Grad Celsius. E puer Instrumenter, Ausrüstung a Liewensversuergung op Antarktesch Fuerschungsschëffer sinn aus Aluminiummaterialien gemaach a musse Temperaturen esou niddreg wéi minus 60 bis 70 Grad Celsius widderstoen. Chinesesch Frachtschëffer, déi aus der Arktis an Europa reesen, benotzen och e puer Ausrüstung aus Aluminiummaterialien, an e puer dovu sinn Temperaturen esou niddreg wéi minus 50 bis 60 Grad Celsius ausgesat. Kënne se normal an esou extremer Keelt funktionnéieren? Kee Problem, Aluminiumlegierungen an Aluminiummaterialien hunn keng Angscht virun extremer Kälte oder Hëtzt.

Aluminium an Aluminiumlegierungen sinn exzellent Low-Temperaturmaterialien. Si weisen keng niddereg-Temperatur-Brttleness wéi gewéinlech Stahl oder Nickellegierungen, déi e wesentlechen Ofsenkung vun der Kraaft an der Duktilitéit bei niddregen Temperaturen weisen. Wéi och ëmmer, Aluminium an Aluminiumlegierungen sinn ënnerschiddlech. Si weisen keng Spuer vu niddereg-Temperatur-Bröttlechkeet. All hir mechanesch Eegeschafte erhéijen däitlech wéi d'Temperatur erofgeet. Dëst ass onofhängeg vun der Zesummesetzung vum Material, egal ob et Aluminiumguss oder Aluminiumlegierung, Pulvermetallurgielegierung oder Kompositmaterial ass. Et ass och onofhängeg vum Zoustand vum Material, egal ob et am Veraarbechtungszoustand ass oder no der Wärmebehandlung. Et ass net am Zesummenhang mat der Ingot Virbereedungsprozess, egal ob et duerch Goss a Walzen oder kontinuéierlech Goss a Walzen produzéiert gëtt. Et ass och net am Zesummenhang mam Aluminiumextraktiounsprozess, dorënner Elektrolyse, Kuelestoffthermesch Reduktioun a chemesch Extraktioun. Dëst gëllt fir all Niveau vun Rengheet, aus Prozess Al mat 99,50% zu 99,79% Rengheet, héich-Rengheet Al mat 99,80% ze 99,949% Rengheet, Super-Rengheet Al mat 99,950% zu 99,9959% Rengheet, extrem-Rengheet 9% aluminum, 99 mat extrem Rengheet 9% aluminum. zu 99,9990% Rengheet, an ultra-héich Rengheet Al mat iwwer 99,9990% Rengheet. Interessanterweis weisen zwee aner Liichtmetaller, Magnesium an Titan, och keng Tieftemperatur-Brttleness.

Déi mechanesch Eegeschafte vun allgemeng benotzt Aluminiumlegierungen fir High-Speed-Zuchwagen an hir Relatioun mat der Temperatur sinn an der Tabell hei ënnen gewisen.

Héich-Vitesse Zuch Waggonen benotzen Al Materialien wéi Al-Mg Serie 5005 durchgang Placke, 5052 durchgang Placke, 5083 durchgang Placke, a Profiler; Al-Mg-Si Serie 6061 durchgang Placke a Profiler, 6N01 durchgang Profiler, 6063 durchgang Profiler; Al-Zn-Mg Serie 7N01 Legierungsplacken a Profiler, 7003 Legierungsprofiler. Si kommen an Standardzoustand: O, H14, H18, H112, T4, T5, T6.

Aus den Daten an der Tabell ass et evident datt d'mechanesch Eegeschafte vun Aluminiumlegierungen eropgoen wéi d'Temperatur erofgeet. Dofir ass Aluminium en exzellent niddereg-Temperature strukturellt Material gëeegent fir d'Benotzung an Rakéiten niddereg-Temperatur Brennstoff (flësseg Waasserstoff, flësseg Sauerstoff) Panzer, flësseg Naturgas (LNG) Transport Schëffer an Onshore Panzer, niddereg-Temperatur chemesch Produit Container, kal Stockage , Frigo Camionen, a méi.

Déi strukturell Komponente vun Héich-Vitesse Zich, déi op der Äerd lafen, dorënner Waggon a Lokomotivkomponenten, kënnen all mat existéierende Aluminiumlegierungen hiergestallt ginn. Et gëtt kee Besoin fir eng nei Aluminiumlegierung ze fuerschen fir Waggonstrukturen déi a frigide Regiounen operéieren. Wéi och ëmmer, wann eng nei 6XXX Legierung mat Leeschtung ongeféier 10% méi héich wéi 6061 Legierung oder eng 7XXX Legierung mat Gesamtleistung ongeféier 8% méi héich wéi 7N01 Legierung entwéckelt ka ginn, wier dat e bedeitende Erreeche.

Als nächst, loosst eis d'Entwécklungstrends vun de Wagon Aluminiumlegierungen diskutéieren.

An der CurLoyer Fabrikatioun an Ënnerhalt vun Eisebunnsautoen, Legierungsplacke wéi 5052, 5083, 5454, an 6061 gi benotzt, zesumme mat extrudéierte Profiler wéi 5083, 6061, an 7N01. E puer méi nei Legierungen wéi 5059, 5383 a 6082 ginn och ugewannt. Si weisen all exzellent Schweessbarkeet, mat Schweessdrähte typesch 5356 oder 5556 Legierungen. Natierlech ass d'Friction Stir Welding (FSW) déi bevorzugt Method, well et net nëmmen eng héich Schweißqualitéit garantéiert, awer och d'Bedierfnes fir Schweißleitungen eliminéiert. Japanesch 7N01 Legierung, mat senger Zesummesetzung vu Mn 0,200,7%, Mg 1,02,0%, an Zn 4,0 ~ 5,0% (all an%), huet verbreet Notzung an der Fabrikatioun vun Eisebunn Gefierer fonnt. Däitschland benotzt 5005 Legierungsplacke fir Sidewalls fir Héichgeschwindegkeet Trans Rapid Waggonen ze produzéieren an huet 6061, 6063 a 6005 Legierungsextrusiounen fir Profiler benotzt. Zesummegefaasst, bis elo, souwuel China an aner Länner hu meeschtens un dës Legierungen fir Héich-Vitesse Zuch Fabrikatioun agehalen.

Aluminiumlegierungen fir Waggonen bei 200km/h ~ 350km/h

Mir kënne Wagon Aluminiumlegierungen op Basis vun der Operatiounsgeschwindegkeet vun den Zich kategoriséieren. Déi éischt Generatioun Legierungen gi fir Gefierer mat Geschwindegkeeten ënner 200 km / h benotzt a si konventionell Legierungen déi haaptsächlech fir d'Fabrikatioun vun urbanen Eisebunnswagens benotzt ginn, wéi 6063, 6061 a 5083 Legierungen. Zweet Generatioun Aluminiumlegierungen wéi 6N01, 5005, 6005A, 7003 a 7005 gi benotzt fir Wagonen vun Héich-Vitesse Zich mat Geschwindegkeete vun 200km/h bis 350km/h ze fabrizéieren. Drëtt Generatioun Legierungen enthalen 6082 a Scandiumhalteg Aluminiumlegierungen.

Scandium-enthale Aluminiumlegierungen

Scandium ass ee vun den effektivsten Kornraffinéierer fir Aluminium a gëtt als e wesentlecht Element ugesinn fir d'Eegeschafte vun der Aluminiumlegierung ze optimiséieren. Scandium Inhalt ass typesch manner wéi 0,5% an Aluminiumlegierungen, an Alliagen mat Scandium ginn kollektiv als Aluminium-Scandium Legierungen (Al-Sc Legierungen) bezeechent. Al-Sc Legierungen bidden Virdeeler wéi héich Kraaft, gutt Duktilitéit, exzellent Schweessbarkeet a Korrosiounsbeständegkeet. Si ginn a verschiddenen Uwendungen benotzt, dorënner Schëffer, Raumfaartgefierer, Reaktoren a Verteidegungsausrüstung, wouduerch se eng nei Generatioun vun Aluminiumlegierungen gëeegent fir Eisebunnsgefier Strukturen.

Aluminium Schaum

Héichgeschwindeg Zich si charakteriséiert duerch liicht Achsbelaaschtungen, heefeg Beschleunegung a Verzögerung, an iwwerlaascht Operatiounen, déi verlaangen datt d'Kutschestruktur esou liicht wéi méiglech ass, wärend Kraaft, Steifheit, Sécherheet a Komfort Ufuerderunge entspriechen. Kloer ass den ultra-liichten Aluminiumschaum seng héich spezifesch Kraaft, spezifesche Modulus an héich Dämpfungseigenschaften mat dësen Ufuerderungen ausgeriicht. Auslännesch Fuerschung an Evaluatioun vun der Applikatioun vun Aluminiumschaum an Héich-Vitesse Zich hunn gewisen datt Aluminiumschaum-gefëllte Stahlröhre eng 35% bis 40% méi héich Energieabsorptiounsfäegkeet hunn wéi eidel Röhre an eng 40% bis 50% Erhéijung vun der Buigkraaft. Dëst mécht Waggonsäulen a Partitionen méi robust a manner ufälleg fir ze kollapsen. D'Benotzung vun Aluminiumschaum fir d'Energieabsorptioun an der Frontpufferzone vun der Lokomotiv verbessert d'Schlagabsorptiounsfäegkeeten. Sandwich Panels aus 10mm décke Aluminiumschaum an dënnen Aluminiumplacke sinn 50% méi hell wéi originell Stahlplacke wärend d'Steifheet ëm 8 Mol eropgeet.