Greitųjų traukinių vagonai suvirinami naudojant aliuminio medžiagas. Kai kurios greitųjų traukinių linijos eina per šaltus regionus, kurių temperatūra siekia nuo minus 30 iki 40 laipsnių Celsijaus. Kai kurie Antarkties tyrimų laivų instrumentai, įranga ir gyvieji reikmenys yra pagaminti iš aliuminio medžiagų ir turi atlaikyti iki minus 60–70 laipsnių Celsijaus temperatūrą. Iš Arkties į Europą keliaujantys Kinijos krovininiai laivai taip pat naudoja dalį įrangos, pagamintos iš aliuminio medžiagų, o kai kurios jos yra veikiamos net minus 50–60 laipsnių šilumos. Ar jie gali normaliai veikti esant tokiam dideliam šalčiui? Jokių problemų, aliuminio lydiniai ir aliuminio medžiagos nebijo didelio šalčio ar karščio.

Aliuminis ir aliuminio lydiniai yra puikios žemos temperatūros medžiagos. Jie nėra trapūs žemoje temperatūroje, kaip įprastas plienas ar nikelio lydiniai, kurių stiprumas ir lankstumas žemoje temperatūroje labai sumažėja. Tačiau aliuminis ir aliuminio lydiniai skiriasi. Jie neturi žemos temperatūros trapumo pėdsakų. Visos jų mechaninės savybės ženkliai išauga mažėjant temperatūrai. Tai nepriklauso nuo medžiagos sudėties, nesvarbu, ar tai liejamas aliuminio lydinys, ar kaltas aliuminio lydinys, miltelių metalurgijos lydinys, ar kompozicinė medžiaga. Jis taip pat nepriklauso nuo medžiagos būsenos, nesvarbu, ar ji yra apdorota, ar po terminio apdorojimo. Jis nesusijęs su luitų paruošimo procesu, nesvarbu, ar jis gaminamas liejant ir valcuojant, ar nuolat liejant ir valcuojant. Jis taip pat nesusijęs su aliuminio ekstrahavimo procesu, įskaitant elektrolizę, anglies terminį redukciją ir cheminį ekstrahavimą. Tai taikoma visiems grynumo lygiams: nuo technologinio aliuminio, kurio grynumas yra 99,50 % iki 99,79 %, didelio grynumo aliuminio, kurio grynumas yra 99,80 % iki 99,949 %, itin gryno aliuminio, kurio grynumas yra 99,950 % iki 99,9959 %, ir itin gryno aliuminio, kurio grynumas yra 99,9960 %. iki 99,9990 % grynumo ir itin didelio grynumo aliuminio, kurio grynumas viršija 99,9990 %. Įdomu tai, kad kiti du lengvieji metalai – magnis ir titanas – taip pat nepasižymi trapumu žemoje temperatūroje.

Dažniausiai greitųjų traukinių vagonams naudojamų aliuminio lydinių mechaninės savybės ir jų ryšys su temperatūra parodytos toliau esančioje lentelėje.

Greitųjų traukinių vagonuose naudojamos aliuminio medžiagos, tokios kaip Al-Mg serijos 5005 lydinio plokštės, 5052 lydinio plokštės, 5083 lydinio plokštės ir profiliai; Al-Mg-Si serijos 6061 lydinio plokštės ir profiliai, 6N01 lydinio profiliai, 6063 lydinio profiliai; Al-Zn-Mg serijos 7N01 lydinio plokštės ir profiliai, 7003 lydinio profiliai. Jie būna standartinių būsenų: O, H14, H18, H112, T4, T5, T6.

Iš lentelėje pateiktų duomenų matyti, kad aliuminio lydinių mechaninės savybės didėja mažėjant temperatūrai. Todėl aliuminis yra puiki žemos temperatūros konstrukcinė medžiaga, tinkama naudoti raketų žemos temperatūros kuro (skysto vandenilio, skysto deguonies) rezervuaruose, suskystintų gamtinių dujų (SGD) transportavimo laivuose ir sausumos rezervuaruose, žemos temperatūros cheminių produktų konteineriuose, šaldymo sandėliuose. , sunkvežimiai su šaldytuvais ir kt.

Žemėje važiuojančių greitųjų traukinių konstrukcinės dalys, įskaitant vagonų ir lokomotyvų komponentus, gali būti gaminamos naudojant esamus aliuminio lydinius. Nereikia tirti naujo aliuminio lydinio, skirto vežiminėms konstrukcijoms, veikiančioms šaltuose regionuose. Tačiau jei pavyktų sukurti naują 6XXX lydinį, kurio eksploatacinės savybės būtų maždaug 10 % didesnės nei 6061 lydinio, arba 7XXX lydinį, kurio bendras našumas būtų maždaug 8 % didesnis nei 7N01 lydinio, tai būtų didelis pasiekimas.

Toliau aptarkime vežimėlių aliuminio lydinių vystymosi tendencijas.

Į curišsinuomoti bėginių transporto priemonių vagonų gamybą ir priežiūrą, naudojamos lydinio plokštės, tokios kaip 5052, 5083, 5454 ir 6061, kartu su ekstruziniais profiliais, tokiais kaip 5083, 6061 ir 7N01. Taip pat naudojami kai kurie naujesni lydiniai, tokie kaip 5059, 5383 ir 6082. Jie visi pasižymi puikiu suvirinamumu, o suvirinimo laidai paprastai yra 5356 arba 5556 lydinių. Žinoma, pirmenybė teikiama frikciniam maišymui suvirinimui (FSW), nes jis ne tik užtikrina aukštą suvirinimo kokybę, bet ir pašalina suvirinimo laidų poreikį. Japonijos 7N01 lydinys, kurio sudėtis Mn 0,200,7%, Mg 1,02,0% ir Zn 4,0–5,0% (visi procentais), buvo plačiai naudojami geležinkelių transporto priemonių gamyboje. Vokietija naudojo 5005 lydinio plokštes, gamindama šonines sieneles greitaeigiams „Trans Rapid“ vežimams, o profiliams naudojo 6061, 6063 ir 6005 lydinio ekstruzijas. Apibendrinant galima teigti, kad iki šiol tiek Kinija, tiek kitos šalys dažniausiai taiko šiuos lydinius greitųjų traukinių gamyboje.

Aliuminio lydiniai vežimėliams esant 200km/h ~ 350km/h greičiui

Mes galime suskirstyti vežimo aliuminio lydinius pagal traukinių greitį. Pirmos kartos lydiniai naudojami transporto priemonėms, kurių greitis mažesnis nei 200 km/h, ir yra įprasti lydiniai, daugiausia naudojami miesto geležinkelio transporto priemonių vagonams gaminti, pvz., 6063, 6061 ir 5083 lydiniai. Antrosios kartos aliuminio lydiniai, tokie kaip 6N01, 5005, 6005A, 7003 ir 7005, naudojami greitųjų traukinių, kurių greitis svyruoja nuo 200 km/h iki 350 km/h, vagonams gaminti. Trečiosios kartos lydiniai apima 6082 ir aliuminio lydinius, kurių sudėtyje yra skandžio.

Aliuminio lydiniai, kurių sudėtyje yra skandžio

Scandium yra vienas iš efektyviausių aliuminio grūdų rafinavimo įrenginių ir yra laikomas esminiu aliuminio lydinio savybių optimizavimo elementu. Skandio kiekis aliuminio lydiniuose paprastai yra mažesnis nei 0,5 %, o lydiniai, kuriuose yra skandžio, bendrai vadinami aliuminio ir skandžio lydiniais (Al-Sc lydiniais). Al-Sc lydiniai turi tokius pranašumus kaip didelis stiprumas, geras lankstumas, puikus suvirinamumas ir atsparumas korozijai. Jie naudojami įvairiose srityse, įskaitant laivus, kosmoso transporto priemones, reaktorius ir gynybos įrangą, todėl jie yra naujos kartos aliuminio lydiniai, tinkami geležinkelio transporto priemonių konstrukcijoms.

Aliuminio putplastis

Greitiesiems traukiniams būdingos nedidelės ašių apkrovos, dažnas greitėjimas ir lėtėjimas, perkrautos operacijos, dėl kurių vežimo konstrukcija turi būti kuo lengvesnė, kartu atitinkanti stiprumo, standumo, saugos ir komforto reikalavimus. Akivaizdu, kad itin lengvų aliuminio putų didelis savitasis stiprumas, specifinis modulis ir didelės slopinimo charakteristikos atitinka šiuos reikalavimus. Užsienyje atlikti aliuminio putų panaudojimo greitaeigiuose traukiniuose tyrimai ir vertinimas parodė, kad aliuminio putomis užpildyti plieniniai vamzdžiai turi 35–40 % didesnę energijos sugertį nei tušti vamzdžiai, o lenkimo stipris padidėja 40–50 %. Dėl to vežimėlio stulpai ir pertvaros tampa tvirtesni ir mažiau linkę griūti. Aliuminio putų naudojimas energijai sugerti lokomotyvo priekinėje buferinėje zonoje pagerina smūgio sugerties galimybes. Sumuštinių plokštės, pagamintos iš 10 mm storio aliuminio putplasčio ir plonų aliuminio lakštų, yra 50% lengvesnės nei originalios plieno plokštės, o standumas padidėja 8 kartus.