Vagonat e trenave me shpejtësi të lartë janë ngjitur duke përdorur materiale alumini. Disa linja treni me shpejtësi të lartë kalojnë nëpër rajone të ftohta me temperatura të ulëta si minus 30 deri në 40 gradë Celsius. Disa instrumente, pajisje dhe pajisje jetese në anijet kërkimore të Antarktidës janë bërë nga materiale alumini dhe duhet t'i rezistojnë temperaturave deri në minus 60 deri në 70 gradë Celsius. Anijet e mallrave kineze që udhëtojnë nga Arktiku në Evropë përdorin gjithashtu disa pajisje të bëra nga materiale alumini, dhe disa prej tyre janë të ekspozuara ndaj temperaturave të ulëta deri në minus 50 deri në 60 gradë Celsius. A mund të funksionojnë normalisht në një të ftohtë kaq ekstrem? Nuk ka problem, lidhjet e aluminit dhe materialet e aluminit nuk kanë frikë nga të ftohtit ose nxehtësia ekstreme.

Alumini dhe lidhjet e aluminit janë materiale të shkëlqyera me temperaturë të ulët. Ato nuk shfaqin brishtësi në temperaturë të ulët si çeliku i zakonshëm ose lidhjet e nikelit, të cilat tregojnë një rënie të ndjeshme të forcës dhe duktilitetit në temperatura të ulëta. Sidoqoftë, alumini dhe lidhjet e aluminit janë të ndryshme. Ata nuk shfaqin asnjë gjurmë të brishtësisë në temperaturë të ulët. Të gjitha vetitë e tyre mekanike rriten ndjeshëm me uljen e temperaturës. Kjo është e pavarur nga përbërja e materialit, pavarësisht nëse është aliazh alumini i derdhur ose aliazh alumini i farkëtuar, aliazh metalurgjik pluhur ose material i përbërë. Ai është gjithashtu i pavarur nga gjendja e materialit, nëse është në gjendjen e përpunuar ose pas trajtimit termik. Nuk ka lidhje me procesin e përgatitjes së shufrës, pavarësisht nëse prodhohet nga derdhja dhe rrotullimi ose derdhja dhe rrotullimi i vazhdueshëm. Gjithashtu nuk ka lidhje me procesin e nxjerrjes së aluminit, duke përfshirë elektrolizën, reduktimin termik të karbonit dhe nxjerrjen kimike. Kjo vlen për të gjitha nivelet e pastërtisë, nga alumini i procesit me pastërti 99,50% deri në 99,79%, alumini me pastërti të lartë me pastërti 99,80% deri në 99,949%, alumini me super pastërti me 99,950% deri në 99,99999% pastërti me alumin ekstrem me pastërti 99,9990% dhe alumin me pastërti ultra të lartë me mbi 99,9990% pastërti. Është interesante se dy metale të tjera të lehta, magnezi dhe titani, gjithashtu nuk shfaqin brishtësi në temperaturë të ulët.

Vetitë mekanike të lidhjeve të aluminit të përdorura zakonisht për vagonët e trenave me shpejtësi të lartë dhe lidhja e tyre me temperaturën janë paraqitur në tabelën më poshtë.

Vagonat e trenave me shpejtësi të lartë përdorin materiale alumini si pllaka aliazhi të serisë Al-Mg 5005, pllaka aliazh 5052, pllaka aliazh 5083 dhe profile; Pllaka dhe profile aliazh seri Al-Mg-Si 6061, profile aliazh 6N01, profile aliazh 6063; Pllaka dhe profile aliazh seri Al-Zn-Mg 7N01, profile aliazh 7003. Ato vijnë në gjendje standarde: O, H14, H18, H112, T4, T5, T6.

Nga të dhënat në tabelë, është evidente se vetitë mekanike të lidhjeve të aluminit rriten me uljen e temperaturës. Prandaj, alumini është një material i shkëlqyer strukturor me temperaturë të ulët, i përshtatshëm për t'u përdorur në rezervuarët e karburantit me temperaturë të ulët të raketës (hidrogjen i lëngshëm, oksigjen i lëngshëm), anijet e transportit të gazit natyror të lëngshëm (LNG) dhe rezervuarët në tokë, kontejnerët e produkteve kimike me temperaturë të ulët, magazinimin e ftohtë. , kamionë frigoriferë dhe më shumë.

Komponentët strukturorë të trenave me shpejtësi të lartë që qarkullojnë në Tokë, duke përfshirë komponentët e karrocave dhe lokomotivave, mund të prodhohen të gjithë duke përdorur lidhjet ekzistuese të aluminit. Nuk ka nevojë të hulumtohet një aliazh i ri alumini për strukturat e karrocave që operojnë në rajone të ftohta. Megjithatë, nëse mund të zhvillohet një aliazh i ri 6XXX me performancë rreth 10% më i lartë se aliazhi 6061 ose një aliazh 7XXX me performancë të përgjithshme afërsisht 8% më të lartë se aliazhi 7N01, kjo do të ishte një arritje e rëndësishme.

Më pas, le të diskutojmë tendencat e zhvillimit të lidhjeve të aluminit të karrocave.

Në kurorëProdhimi dhe mirëmbajtja me qira e vagonave të automjeteve hekurudhore, përdoren pllaka aliazhi si 5052, 5083, 5454 dhe 6061, së bashku me profilet e ekstruduara si 5083, 6061 dhe 7N01. Disa lidhje më të reja si 5059, 5383 dhe 6082 po aplikohen gjithashtu. Ata të gjithë shfaqin saldim të shkëlqyeshëm, me telat e saldimit që zakonisht janë aliazhe 5356 ose 5556. Sigurisht, saldimi me trazim me fërkim (FSW) është metoda e preferuar, pasi jo vetëm që siguron cilësi të lartë saldimi, por edhe eliminon nevojën për tela saldimi. Aliazh 7N01 i Japonisë, me përbërjen e tij prej Mn 0,200,7%, Mg 1,02,0%, dhe Zn 4,0~5,0% (të gjitha në %), ka gjetur përdorim të gjerë në prodhimin e mjeteve hekurudhore. Gjermania përdori pllaka aliazh 5005 për të prodhuar mure anësore për karrocat Trans Rapid me shpejtësi të lartë dhe përdori 6061, 6063 dhe 6005 nxjerrje aliazhi për profilet. Në përmbledhje, deri më tani, si Kina ashtu edhe vendet e tjera kryesisht u janë përmbajtur këtyre lidhjeve për prodhimin e trenave me shpejtësi të lartë.

Lidhje alumini për karroca me 200km/h~350km/h

Ne mund t'i kategorizojmë lidhjet e aluminit të karrocave bazuar në shpejtësinë operative të trenave. Lidhjet e gjeneratës së parë përdoren për automjete me shpejtësi nën 200 km/h dhe janë lidhje konvencionale që përdoren kryesisht për prodhimin e karrocave të automjeteve hekurudhore urbane, të tilla si lidhjet 6063, 6061 dhe 5083. Lidhjet e aluminit të gjeneratës së dytë si 6N01, 5005, 6005A, 7003 dhe 7005 përdoren për prodhimin e vagonave të trenave me shpejtësi të lartë me shpejtësi që variojnë nga 200 km/h në 350 km/h. Lidhjet e gjeneratës së tretë përfshijnë 6082 dhe lidhjet e aluminit që përmbajnë skandium.

Lidhjet e aluminit që përmbajnë skandium

Skandiumi është një nga përpunuesit më efektivë të grurit për aluminin dhe konsiderohet një element thelbësor për optimizimin e vetive të aliazhit të aluminit. Përmbajtja e skandiumit është zakonisht më pak se 0.5% në lidhjet e aluminit, dhe lidhjet që përmbajnë skandium quhen kolektivisht si lidhje alumini-skandium (aliazhet Al-Sc). Lidhjet Al-Sc ofrojnë avantazhe të tilla si forca e lartë, duktiliteti i mirë, saldueshmëria e shkëlqyer dhe rezistenca ndaj korrozionit. Ato janë duke u përdorur në aplikime të ndryshme, duke përfshirë anijet, automjetet e hapësirës ajrore, reaktorët dhe pajisjet mbrojtëse, duke i bërë ato një gjeneratë të re të lidhjeve të aluminit të përshtatshme për strukturat e automjeteve hekurudhore.

Shkumë alumini

Trenat me shpejtësi të lartë karakterizohen nga ngarkesa të lehta boshtore, përshpejtim dhe ngadalësim të shpeshtë dhe operacione të mbingarkuara, të cilat kërkojnë që struktura e karrocës të jetë sa më e lehtë që të jetë e mundur duke përmbushur kërkesat e forcës, ngurtësisë, sigurisë dhe komoditetit. Është e qartë se forca e lartë specifike, moduli specifik dhe karakteristikat e larta të amortizimit të shkumës së aluminit ultra të lehtë përputhen me këto kërkesa. Hulumtimet e huaja dhe vlerësimi i aplikimit të shkumës së aluminit në trenat me shpejtësi të lartë kanë treguar se tubat prej çeliku të mbushur me shkumë alumini kanë një aftësi përthithjeje energjie 35% deri në 40% më të lartë se tubat bosh dhe një rritje prej 40% deri në 50% në forcën e përkuljes. Kjo i bën shtyllat dhe ndarjet e karrocave më të qëndrueshme dhe më pak të prirura për t'u rrëzuar. Përdorimi i shkumës së aluminit për thithjen e energjisë në zonën e përparme të tamponit të lokomotivës rrit aftësitë e thithjes së ndikimit. Panelet sanduiç të bëra nga shkumë alumini me trashësi 10 mm dhe fletë të holla alumini janë 50% më të lehta se pllakat origjinale të çelikut duke rritur ngurtësinë me 8 herë.