- Super User
- 2023-09-09
അതിശൈത്യത്തിൽ അലുമിനിയം അലോയ്കളുടെ ഗുണങ്ങളും അതിവേഗ റെയിൽ വാഹനങ്ങളുടെയും ട്രെയി
അലൂമിനിയം സാമഗ്രികൾ ഉപയോഗിച്ചാണ് ഹൈ സ്പീഡ് ട്രെയിൻ കാരിയേജുകൾ വെൽഡ് ചെയ്യുന്നത്. ചില അതിവേഗ ട്രെയിൻ ലൈനുകൾ മൈനസ് 30 മുതൽ 40 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ് വരെ താഴ്ന്ന താപനിലയുള്ള തണുത്ത പ്രദേശങ്ങളിലൂടെ കടന്നുപോകുന്നു. അന്റാർട്ടിക് ഗവേഷണ പാത്രങ്ങളിലെ ചില ഉപകരണങ്ങൾ, ഉപകരണങ്ങൾ, ജീവനോപാധികൾ എന്നിവ അലുമിനിയം വസ്തുക്കളിൽ നിന്നാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്, മൈനസ് 60 മുതൽ 70 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ് വരെ താപനിലയെ ചെറുക്കേണ്ടതുണ്ട്. ആർട്ടിക്കിൽ നിന്ന് യൂറോപ്പിലേക്ക് യാത്ര ചെയ്യുന്ന ചൈനീസ് ചരക്ക് കപ്പലുകൾ അലുമിനിയം വസ്തുക്കളിൽ നിന്ന് നിർമ്മിച്ച ചില ഉപകരണങ്ങളും ഉപയോഗിക്കുന്നു, അവയിൽ ചിലത് മൈനസ് 50 മുതൽ 60 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ് വരെ താഴ്ന്ന താപനിലയിൽ തുറന്നുകാട്ടപ്പെടുന്നു. അത്തരം കൊടും തണുപ്പിൽ അവർക്ക് സാധാരണ പ്രവർത്തിക്കാൻ കഴിയുമോ? കുഴപ്പമില്ല, അലുമിനിയം അലോയ്കളും അലുമിനിയം വസ്തുക്കളും കടുത്ത തണുപ്പിനെയോ ചൂടിനെയോ ഭയപ്പെടുന്നില്ല.
അലുമിനിയം, അലുമിനിയം അലോയ്കൾ മികച്ച താഴ്ന്ന താപനിലയുള്ള വസ്തുക്കളാണ്. സാധാരണ സ്റ്റീൽ അല്ലെങ്കിൽ നിക്കൽ അലോയ്കൾ പോലെയുള്ള താഴ്ന്ന-താപനില പൊട്ടുന്ന സ്വഭാവം അവ പ്രകടിപ്പിക്കുന്നില്ല, ഇത് താഴ്ന്ന ഊഷ്മാവിൽ ശക്തിയിലും ഡക്റ്റിലിറ്റിയിലും ഗണ്യമായ കുറവ് കാണിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, അലുമിനിയം, അലുമിനിയം അലോയ്കൾ വ്യത്യസ്തമാണ്. താഴ്ന്ന ഊഷ്മാവിൽ പൊട്ടുന്നതിന്റെ ഒരു സൂചനയും അവർ പ്രകടിപ്പിക്കുന്നില്ല. താപനില കുറയുന്നതിനനുസരിച്ച് അവയുടെ എല്ലാ മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങളും ഗണ്യമായി വർദ്ധിക്കുന്നു. ഇത് കാസ്റ്റ് അലുമിനിയം അലോയ് അല്ലെങ്കിൽ നിർമ്മിച്ച അലുമിനിയം അലോയ്, പൗഡർ മെറ്റലർജി അലോയ് അല്ലെങ്കിൽ കോമ്പോസിറ്റ് മെറ്റീരിയൽ എന്നിങ്ങനെയുള്ള മെറ്റീരിയലിന്റെ ഘടനയിൽ നിന്ന് സ്വതന്ത്രമാണ്. ഇത് പ്രോസസ്സ് ചെയ്ത അവസ്ഥയിലായാലും ചൂട് ചികിത്സയ്ക്ക് ശേഷമായാലും മെറ്റീരിയലിന്റെ അവസ്ഥയിൽ നിന്ന് സ്വതന്ത്രമാണ്. ഇങ്കോട്ട് തയ്യാറാക്കൽ പ്രക്രിയയുമായി ഇത് ബന്ധമില്ലാത്തതാണ്, അത് കാസ്റ്റിംഗ്, റോളിംഗ് അല്ലെങ്കിൽ തുടർച്ചയായ കാസ്റ്റിംഗ്, റോളിംഗ് എന്നിവയിലൂടെ നിർമ്മിച്ചതാണോ. ഇലക്ട്രോലിസിസ്, കാർബൺ തെർമൽ റിഡക്ഷൻ, കെമിക്കൽ എക്സ്ട്രാക്ഷൻ എന്നിവയുൾപ്പെടെയുള്ള അലുമിനിയം എക്സ്ട്രാക്ഷൻ പ്രക്രിയയുമായി ഇതിന് ബന്ധമില്ല. 99.50% മുതൽ 99.79% വരെ ശുദ്ധിയുള്ള പ്രോസസ്സ് അലുമിനിയം, 99.80% മുതൽ 99.949% വരെ ശുദ്ധിയുള്ള ഹൈ-പ്യൂരിറ്റി അലൂമിനിയം, സൂപ്പർ-പ്യൂരിറ്റി അലുമിനിയം 99.950% മുതൽ 99.9959% വരെ 99,995% ശുദ്ധിയുള്ള 99,990% ശുദ്ധി 99.9990% ശുദ്ധി, 99.9990% ശുദ്ധിയുള്ള അൾട്രാ ഹൈ-പ്യൂരിറ്റി അലുമിനിയം. രസകരമെന്നു പറയട്ടെ, മഗ്നീഷ്യം, ടൈറ്റാനിയം എന്നീ രണ്ട് ഇളം ലോഹങ്ങളും താഴ്ന്ന താപനിലയിൽ പൊട്ടുന്ന സ്വഭാവം പ്രകടിപ്പിക്കുന്നില്ല.
അതിവേഗ ട്രെയിൻ വണ്ടികൾക്കായി സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന അലുമിനിയം അലോയ്കളുടെ മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങളും താപനിലയുമായുള്ള അവയുടെ ബന്ധവും ചുവടെയുള്ള പട്ടികയിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു.
നിരവധി അലുമിനിയം അലോയ്കളുടെ സാധാരണ താഴ്ന്ന-താപനില മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ | |||||
ലോഹക്കൂട്ട് | കോപം | താപനില ℃ | വലിച്ചുനീട്ടാനാവുന്ന ശേഷി (എംപിഎ) | വിളവ് ശക്തി (എംപിഎ) | നീട്ടൽ (%) |
5050 | O | -200 | 255 | 70 | |
-80 | 150 | 60 | |||
-30 | 145 | 55 | |||
25 | 145 | 55 | |||
150 | 145 | 55 | |||
5454 | O | -200 | 370 | 130 | 30 |
-80 | 255 | 115 | 30 | ||
-30 | 250 | 115 | 27 | ||
25 | 250 | 115 | 25 | ||
150 | 250 | 115 | 31 | ||
6101 | O | -200 | 296 | 287 | 24 |
-80 | 248 | 207 | 20 | ||
-30 | 234 | 200 | 19 |
അൽ-എംജി സീരീസ് 5005 അലോയ് പ്ലേറ്റുകൾ, 5052 അലോയ് പ്ലേറ്റുകൾ, 5083 അലോയ് പ്ലേറ്റുകൾ, പ്രൊഫൈലുകൾ എന്നിങ്ങനെയുള്ള അലുമിനിയം സാമഗ്രികൾ ഹൈ സ്പീഡ് ട്രെയിൻ കാരിയേജുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു; Al-Mg-Si സീരീസ് 6061 അലോയ് പ്ലേറ്റുകളും പ്രൊഫൈലുകളും, 6N01 അലോയ് പ്രൊഫൈലുകൾ, 6063 അലോയ് പ്രൊഫൈലുകൾ; Al-Zn-Mg സീരീസ് 7N01 അലോയ് പ്ലേറ്റുകളും പ്രൊഫൈലുകളും, 7003 അലോയ് പ്രൊഫൈലുകൾ. അവ സ്റ്റാൻഡേർഡ് സ്റ്റേറ്റുകളിൽ വരുന്നു: O, H14, H18, H112, T4, T5, T6.
താപനില കുറയുന്നതിനനുസരിച്ച് അലുമിനിയം അലോയ്കളുടെ മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ വർദ്ധിക്കുന്നതായി പട്ടികയിലെ ഡാറ്റയിൽ നിന്ന് വ്യക്തമാണ്. അതിനാൽ, റോക്കറ്റ് ലോ-താപനില ഇന്ധനം (ദ്രാവക ഹൈഡ്രജൻ, ലിക്വിഡ് ഓക്സിജൻ) ടാങ്കുകൾ, ദ്രവീകൃത പ്രകൃതി വാതക (എൽഎൻജി) ഗതാഗത കപ്പലുകൾ, കടൽത്തീരത്തെ ടാങ്കുകൾ, താഴ്ന്ന താപനിലയുള്ള രാസ ഉൽപന്ന പാത്രങ്ങൾ, ശീതീകരണ സംഭരണികൾ എന്നിവയിൽ ഉപയോഗിക്കാൻ അനുയോജ്യമായ ഒരു മികച്ച താഴ്ന്ന-താപനില ഘടനാപരമായ വസ്തുവാണ് അലുമിനിയം. , ശീതീകരിച്ച ട്രക്കുകൾ എന്നിവയും അതിലേറെയും.
ഭൂമിയിൽ ഓടുന്ന അതിവേഗ ട്രെയിനുകളുടെ ഘടനാപരമായ ഘടകങ്ങൾ, വണ്ടിയും ലോക്കോമോട്ടീവ് ഘടകങ്ങളും ഉൾപ്പെടെ, നിലവിലുള്ള അലുമിനിയം അലോയ്കൾ ഉപയോഗിച്ച് നിർമ്മിക്കാൻ കഴിയും. തണുത്ത പ്രദേശങ്ങളിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ക്യാരേജ് ഘടനകൾക്കായി ഒരു പുതിയ അലുമിനിയം അലോയ് ഗവേഷണം ചെയ്യേണ്ടതില്ല. എന്നിരുന്നാലും, 6061 അലോയ് നേക്കാൾ 10% ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള ഒരു പുതിയ 6XXX അലോയ് അല്ലെങ്കിൽ 7N01 അലോയ് നേക്കാൾ ഏകദേശം 8% മൊത്തത്തിലുള്ള പ്രകടനമുള്ള 7XXX അലോയ് വികസിപ്പിക്കാൻ കഴിയുമെങ്കിൽ, അത് ഒരു പ്രധാന നേട്ടമായിരിക്കും.
അടുത്തതായി, ക്യാരേജ് അലുമിനിയം അലോയ്കളുടെ വികസന പ്രവണതകളെക്കുറിച്ച് നമുക്ക് ചർച്ച ചെയ്യാം.
കറിൽ5083, 6061, 7N01 എന്നിങ്ങനെയുള്ള എക്സ്ട്രൂഡഡ് പ്രൊഫൈലുകൾക്കൊപ്പം റെയിൽ വെഹിക്കിൾ കാരിയേജുകൾ, 5052, 5083, 5454, 6061 എന്നിങ്ങനെയുള്ള അലോയ് പ്ലേറ്റുകളുടെ വാടക നിർമ്മാണത്തിനും പരിപാലനത്തിനും ഉപയോഗിക്കുന്നു. 5059, 5383, 6082 എന്നിങ്ങനെയുള്ള ചില പുതിയ അലോയ്കളും പ്രയോഗിക്കുന്നു. അവയെല്ലാം മികച്ച വെൽഡബിലിറ്റി പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു, വെൽഡിംഗ് വയറുകൾ സാധാരണയായി 5356 അല്ലെങ്കിൽ 5556 അലോയ്കളാണ്. തീർച്ചയായും, ഫ്രിക്ഷൻ സ്റ്റിർ വെൽഡിംഗ് (FSW) ആണ് മുൻഗണനയുള്ള രീതി, കാരണം ഇത് ഉയർന്ന വെൽഡിംഗ് ഗുണനിലവാരം ഉറപ്പാക്കുക മാത്രമല്ല, വെൽഡിംഗ് വയറുകളുടെ ആവശ്യകത ഇല്ലാതാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ജപ്പാന്റെ 7N01 അലോയ്, അതിന്റെ ഘടന Mn 0.200.7%, എംജി 1.02.0%, Zn 4.0~5.0% (എല്ലാം % ൽ), റെയിൽ വാഹനങ്ങളുടെ നിർമ്മാണത്തിൽ വ്യാപകമായ ഉപയോഗം കണ്ടെത്തി. ഹൈ-സ്പീഡ് ട്രാൻസ് റാപ്പിഡ് വണ്ടികൾക്കായി സൈഡ്വാളുകൾ നിർമ്മിക്കാൻ ജർമ്മനി 5005 അലോയ് പ്ലേറ്റുകൾ ഉപയോഗിച്ചു, പ്രൊഫൈലുകൾക്കായി 6061, 6063, 6005 അലോയ് എക്സ്ട്രൂഷനുകൾ ഉപയോഗിച്ചു. ചുരുക്കത്തിൽ, ഇതുവരെ, ചൈനയും മറ്റ് രാജ്യങ്ങളും അതിവേഗ ട്രെയിൻ നിർമ്മാണത്തിനായി ഈ ലോഹസങ്കരങ്ങളാണ് കൂടുതലും പാലിച്ചിരിക്കുന്നത്.
200km/h~350km/h വണ്ടികൾക്കുള്ള അലുമിനിയം അലോയ്കൾ
ട്രെയിനുകളുടെ പ്രവർത്തന വേഗതയെ അടിസ്ഥാനമാക്കി നമുക്ക് ക്യാരേജ് അലുമിനിയം അലോയ്കളെ തരം തിരിക്കാം. ആദ്യ തലമുറ അലോയ്കൾ 200km/h വേഗതയുള്ള വാഹനങ്ങൾക്ക് ഉപയോഗിക്കുന്നു, കൂടാതെ 6063, 6061, 5083 അലോയ്കൾ പോലെയുള്ള അർബൻ റെയിൽ വെഹിക്കിൾ കാരിയേജുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിന് പ്രാഥമികമായി ഉപയോഗിക്കുന്ന പരമ്പരാഗത അലോയ്കളാണ്. 6N01, 5005, 6005A, 7003, 7005 എന്നിങ്ങനെയുള്ള രണ്ടാം തലമുറ അലുമിനിയം അലോയ്കൾ 200km/h മുതൽ 350km/h വരെ വേഗതയുള്ള അതിവേഗ ട്രെയിനുകളുടെ കാരിയേജുകൾ നിർമ്മിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു. മൂന്നാം തലമുറ അലോയ്കളിൽ 6082 ഉം സ്കാൻഡിയം അടങ്ങിയ അലുമിനിയം അലോയ്കളും ഉൾപ്പെടുന്നു.
സ്കാൻഡിയം അടങ്ങിയ അലുമിനിയം അലോയ്കൾ
അലൂമിനിയത്തിന്റെ ഏറ്റവും ഫലപ്രദമായ ധാന്യ ശുദ്ധീകരണശാലകളിൽ ഒന്നാണ് സ്കാൻഡിയം, അലുമിനിയം അലോയ് പ്രോപ്പർട്ടികൾ ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുന്നതിനുള്ള ഒരു പ്രധാന ഘടകമായി ഇത് കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു. അലുമിനിയം അലോയ്കളിൽ സ്കാൻഡിയം ഉള്ളടക്കം സാധാരണയായി 0.5% ൽ താഴെയാണ്, സ്കാൻഡിയം അടങ്ങിയ അലോയ്കളെ മൊത്തത്തിൽ അലുമിനിയം-സ്കാൻഡിയം അലോയ്കൾ (Al-Sc അലോയ്കൾ) എന്ന് വിളിക്കുന്നു. അൽ-എസ്സി അലോയ്കൾ ഉയർന്ന കരുത്ത്, നല്ല ഡക്റ്റിലിറ്റി, മികച്ച വെൽഡബിലിറ്റി, കോറഷൻ റെസിസ്റ്റൻസ് തുടങ്ങിയ ഗുണങ്ങൾ വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു. കപ്പലുകൾ, ബഹിരാകാശ വാഹനങ്ങൾ, റിയാക്ടറുകൾ, പ്രതിരോധ ഉപകരണങ്ങൾ എന്നിവയുൾപ്പെടെ വിവിധ ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ അവ ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇത് റെയിൽവേ വാഹന ഘടനകൾക്ക് അനുയോജ്യമായ പുതിയ തലമുറ അലുമിനിയം അലോയ്കളാക്കി മാറ്റുന്നു.
അലുമിനിയം നുര
ഭാരം കുറഞ്ഞ ആക്സിൽ ലോഡുകൾ, ഇടയ്ക്കിടെയുള്ള ആക്സിലറേഷൻ, ഡിസിലറേഷൻ, ഓവർലോഡഡ് ഓപ്പറേഷനുകൾ എന്നിവയാണ് ഹൈ-സ്പീഡ് ട്രെയിനുകളുടെ സവിശേഷത, കരുത്ത്, കാഠിന്യം, സുരക്ഷ, സുഖസൗകര്യങ്ങൾ എന്നിവയുടെ ആവശ്യകതകൾ നിറവേറ്റുമ്പോൾ വണ്ടിയുടെ ഘടന കഴിയുന്നത്ര ഭാരം കുറഞ്ഞതായിരിക്കണം. വ്യക്തമായും, അൾട്രാ-ലൈറ്റ് അലുമിനിയം നുരയുടെ ഉയർന്ന നിർദ്ദിഷ്ട ശക്തി, നിർദ്ദിഷ്ട മോഡുലസ്, ഉയർന്ന ഡാംപിംഗ് സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ എന്നിവ ഈ ആവശ്യകതകളുമായി യോജിക്കുന്നു. ഹൈ സ്പീഡ് ട്രെയിനുകളിൽ അലുമിനിയം നുരയുടെ പ്രയോഗത്തെക്കുറിച്ചുള്ള വിദേശ ഗവേഷണവും വിലയിരുത്തലും കാണിക്കുന്നത് അലുമിനിയം ഫോം നിറച്ച സ്റ്റീൽ ട്യൂബുകൾക്ക് ശൂന്യമായ ട്യൂബുകളേക്കാൾ 35% മുതൽ 40% വരെ ഉയർന്ന ഊർജ്ജം ആഗിരണം ചെയ്യാനുള്ള കഴിവും 40% മുതൽ 50% വരെ വഴക്കമുള്ള ശക്തിയും വർദ്ധിക്കുന്നു. ഇത് ക്യാരേജ് തൂണുകളും പാർട്ടീഷനുകളും കൂടുതൽ കരുത്തുറ്റതാക്കുകയും തകരാനുള്ള സാധ്യത കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ലോക്കോമോട്ടീവിന്റെ ഫ്രണ്ട് ബഫർ സോണിൽ ഊർജ്ജ ആഗിരണത്തിനായി അലുമിനിയം ഫോം ഉപയോഗിക്കുന്നത് ആഘാതം ആഗിരണം ചെയ്യാനുള്ള കഴിവ് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു. 10 എംഎം കട്ടിയുള്ള അലുമിനിയം നുരയും നേർത്ത അലുമിനിയം ഷീറ്റുകളും കൊണ്ട് നിർമ്മിച്ച സാൻഡ്വിച്ച് പാനലുകൾ യഥാർത്ഥ സ്റ്റീൽ പ്ലേറ്റുകളേക്കാൾ 50% ഭാരം കുറവാണ്, അതേസമയം കാഠിന്യം 8 മടങ്ങ് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു.