Mabehewa ya treni ya mwendo kasi yana svetsade kwa kutumia vifaa vya alumini. Baadhi ya njia za treni za mwendo kasi hupitia maeneo yenye baridi kali yenye joto la chini kama nyuzi 30 hadi 40 Selsiasi. Baadhi ya vyombo, vifaa, na vifaa hai kwenye vyombo vya utafiti vya Antaktika vimetengenezwa kwa nyenzo za alumini na vinahitaji kustahimili halijoto ya chini kama nyuzi 60 hadi 70 Selsiasi. Meli za mizigo za China zinazosafiri kutoka Aktiki hadi Ulaya pia hutumia baadhi ya vifaa vinavyotengenezwa kwa nyenzo za alumini, na baadhi yake hukabiliwa na halijoto ya chini ya nyuzi joto 50 hadi 60. Je, wanaweza kufanya kazi kwa kawaida katika baridi kali kama hiyo? Hakuna tatizo, aloi za alumini na vifaa vya alumini haziogope baridi kali au joto.

Alumini na aloi za alumini ni nyenzo bora za joto la chini. Hazionyeshi ukakamavu wa halijoto ya chini kama vile chuma cha kawaida au aloi za nikeli, ambazo zinaonyesha kupungua kwa nguvu na udugu katika halijoto ya chini. Hata hivyo, aloi za alumini na alumini ni tofauti. Hazionyeshi athari yoyote ya brittleness ya chini ya joto. Tabia zao zote za mitambo huongezeka kwa kiasi kikubwa wakati joto linapungua. Hii haitegemei utunzi wa nyenzo, iwe ni aloi ya alumini iliyotengenezwa au aloi ya alumini iliyotengenezwa, aloi ya madini ya poda, au nyenzo za mchanganyiko. Pia haitegemei hali ya nyenzo, iwe iko katika hali ya kuchakatwa au baada ya matibabu ya joto. Haihusiani na mchakato wa utayarishaji wa ingot, iwe inatolewa kwa kutupwa na kuviringisha au urushaji na kuviringisha unaoendelea. Pia haihusiani na mchakato wa uchimbaji wa alumini, ikiwa ni pamoja na electrolysis, upunguzaji wa mafuta ya kaboni, na uchimbaji wa kemikali. Hii inatumika kwa viwango vyote vya usafi, kutoka kwa alumini ya mchakato na usafi wa 99.50% hadi 99.79%, alumini ya usafi wa hali ya juu na 99.80% hadi 99.949% ya usafi, alumini ya usafi wa juu na 99.950% hadi 99.9959% ya usafi, 6999% ya usafi wa hali ya juu. hadi 99.9990% ya usafi, na alumini ya ubora wa hali ya juu yenye usafi zaidi ya 99.9990%. Inashangaza, metali nyingine mbili za mwanga, magnesiamu na titani, pia hazionyeshi brittleness ya chini ya joto.

Sifa za mitambo za aloi za alumini zinazotumiwa kwa kawaida kwa mabehewa ya treni ya mwendo kasi na uhusiano wao na halijoto huonyeshwa kwenye jedwali hapa chini.

Mabehewa ya treni ya mwendo wa kasi hutumia vifaa vya aluminium kama vile sahani za aloi za mfululizo wa Al-Mg 5005, mabamba 5052 ya aloi, sahani 5083 za aloi na wasifu; Mfululizo wa Al-Mg-Si sahani za alloy 6061 na wasifu, wasifu wa alloy 6N01, wasifu wa alloy 6063; Mfululizo wa Al-Zn-Mg 7N01 sahani za alloy na wasifu, wasifu wa alloy 7003. Wanakuja katika hali ya kawaida: O, H14, H18, H112, T4, T5, T6.

Kutoka kwa data iliyo kwenye jedwali, ni dhahiri kwamba sifa za mitambo ya aloi za alumini huongezeka kama joto linapungua. Kwa hivyo, alumini ni nyenzo bora ya muundo wa joto la chini inayofaa kutumika katika roketi ya mafuta ya joto la chini (hidrojeni ya kioevu, oksijeni ya kioevu), meli za usafirishaji za gesi asilia (LNG) na matangi ya pwani, vyombo vya bidhaa za kemikali za joto la chini, uhifadhi wa baridi. , malori ya friji, na zaidi.

Vipengee vya miundo ya treni za mwendo kasi zinazokimbia Duniani, ikijumuisha sehemu za kubebea na treni, vyote vinaweza kutengenezwa kwa kutumia aloi za alumini zilizopo. Hakuna haja ya kutafiti aloi mpya ya alumini kwa miundo ya kubebea inayofanya kazi katika maeneo yenye baridi. Hata hivyo, ikiwa aloi mpya ya 6XXX yenye utendaji wa takriban 10% ya juu kuliko aloi 6061 au aloi 7XXX yenye utendaji wa jumla takriban 8% ya juu kuliko aloi ya 7N01 inaweza kutengenezwa, hayo yatakuwa mafanikio makubwa.

Ifuatayo, hebu tujadili mwenendo wa maendeleo ya aloi za aluminium za gari.

Katika curuundaji na matengenezo ya mabehewa ya gari la reli, sahani za aloi kama vile 5052, 5083, 5454, na 6061 hutumiwa, pamoja na wasifu uliopanuliwa kama 5083, 6061, na 7N01. Baadhi ya aloi mpya kama 5059, 5383, na 6082 pia zinatumika. Zote zinaonyesha uwezo bora wa kulehemu, na nyaya za kulehemu kwa kawaida ni aloi 5356 au 5556. Bila shaka, kulehemu kwa msuguano (FSW) ni njia inayopendekezwa, kwani sio tu inahakikisha ubora wa juu wa kulehemu lakini pia huondosha haja ya waya za kulehemu. Aloi ya 7N01 ya Japani, pamoja na muundo wake wa Mn 0.200.7%, Mg 1.02.0%, na Zn 4.0~5.0% (zote katika%), imepata matumizi mengi katika utengenezaji wa magari ya reli. Ujerumani ilitumia mabamba 5005 ya aloi kutengeneza ukuta wa pembeni kwa mabehewa ya mwendo wa kasi ya Trans Rapid na iliajiri 6061, 6063, na 6005 aloi extrusions kwa wasifu. Kwa muhtasari, hadi sasa, Uchina na nchi zingine zimezingatia zaidi aloi hizi kwa utengenezaji wa treni za mwendo wa kasi.

Aloi za Alumini kwa Mabehewa kwa kasi ya 200km/h~350km/h

Tunaweza kuainisha aloi za aluminium za kubebea kulingana na kasi ya uendeshaji wa treni. Aloi za kizazi cha kwanza hutumika kwa magari yenye kasi ya chini ya 200km/h na ni aloi za kawaida zinazotumiwa hasa kutengeneza mabehewa ya magari ya reli ya mijini, kama vile 6063, 6061, na aloi 5083. Aloi za alumini za kizazi cha pili kama 6N01, 5005, 6005A, 7003, na 7005 hutumika kutengeneza mabehewa ya treni za mwendo kasi zenye kasi ya kuanzia 200km/h hadi 350km/h. Aloi za kizazi cha tatu ni pamoja na 6082 na aloi za alumini zenye scandium.

Aloi za Alumini zenye Scandium

Scandium ni mojawapo ya visafishaji bora vya nafaka kwa alumini na inachukuliwa kuwa kipengele muhimu cha kuboresha mali ya aloi ya alumini. Maudhui ya skadiamu kwa kawaida huwa chini ya 0.5% katika aloi za alumini, na aloi zilizo na scandium kwa pamoja zinajulikana kama aloi za aluminium-scandium (aloi za Al-Sc). Aloi za Al-Sc hutoa faida kama vile nguvu ya juu, udugu mzuri, weldability bora, na upinzani wa kutu. Zinatumika katika matumizi mbalimbali, ikiwa ni pamoja na meli, magari ya anga, vinu na vifaa vya ulinzi, na kuifanya kuwa kizazi kipya cha aloi za alumini zinazofaa kwa miundo ya gari la reli.

Povu ya Alumini

Treni za mwendo kasi zina sifa ya upakiaji wa ekseli nyepesi, kuongeza kasi ya mara kwa mara na kupunguza kasi, na shughuli zilizojaa kupita kiasi, ambazo zinahitaji muundo wa kubeba kuwa mwepesi iwezekanavyo wakati unakidhi mahitaji ya nguvu, uthabiti, usalama na faraja. Ni wazi, nguvu mahususi ya juu ya povu la alumini yenye mwanga mwingi, moduli mahususi na sifa za unyevunyevu wa hali ya juu zinapatana na mahitaji haya. Utafiti wa kigeni na tathmini ya uwekaji wa povu ya alumini katika treni za mwendo kasi umeonyesha kuwa mirija ya chuma iliyojaa povu ya alumini ina uwezo wa kufyonza nishati ya 35% hadi 40% zaidi kuliko mirija tupu na ongezeko la 40% hadi 50% la nguvu ya kunyumbulika. Hii hufanya nguzo na sehemu za kubebea mizigo kuwa imara zaidi na kukabiliwa na kuporomoka. Kutumia povu la alumini kunyonya nishati katika eneo la buffer ya mbele ya treni huongeza uwezo wa ufyonzaji wa athari. Paneli za sandwichi zilizotengenezwa kwa povu la alumini yenye unene wa mm 10 na karatasi nyembamba za alumini ni nyepesi kwa 50% kuliko sahani asili za chuma huku zikiongeza ugumu kwa mara 8.