Rapidtrajnaj vagonoj estas velditaj per aluminiaj materialoj. Kelkaj altrapidaj trajnolinioj pasas tra malvarmaj regionoj kun temperaturoj tiel malaltaj kiel minus 30 ĝis 40 celsiusgradoj. Iuj instrumentoj, ekipaĵoj kaj vivaj provizoj sur antarktaj esplorŝipoj estas faritaj el aluminiaj materialoj kaj devas elteni temperaturojn tiel malaltajn kiel minus 60 ĝis 70 celsiusgradoj. Ĉinaj kargoŝipoj vojaĝantaj de la Arkto al Eŭropo ankaŭ uzas iujn ekipaĵojn faritajn el aluminiaj materialoj, kaj iuj el ĝi estas elmetitaj al temperaturoj tiel malaltaj kiel minus 50 ĝis 60 celsiusgradoj. Ĉu ili povas funkcii normale en tia ekstrema malvarmo? Neniu problemo, aluminiaj alojoj kaj aluminiaj materialoj ne timas ekstreman malvarmon aŭ varmon.

Aluminio kaj aluminialojoj estas bonegaj malalt-temperaturaj materialoj. Ili ne elmontras malalt-temperaturan fragilecon kiel ordinara ŝtalo aŭ nikel-alojoj, kiuj montras signifan malkreskon en forto kaj muldebleco ĉe malaltaj temperaturoj. Tamen, aluminio kaj aluminialojoj estas malsamaj. Ili ne elmontras ajnan spuron de malalt-temperatura fragileco. Ĉiuj iliaj mekanikaj propraĵoj signife pliiĝas kiam la temperaturo malpliiĝas. Ĉi tio estas sendependa de la konsisto de la materialo, ĉu ĝi estas gisita aluminia alojo aŭ forĝita aluminia alojo, pulvormetalurgia alojo, aŭ kunmetita materialo. Ĝi ankaŭ estas sendependa de la stato de la materialo, ĉu ĝi estas en la kiel-prilaborita stato aŭ post varma traktado. Ĝi estas senrilata al la ingota preparprocezo, ĉu ĝi estas produktita per fandado kaj rulado aŭ daŭra fandado kaj rulado. Ĝi ankaŭ estas senrilata al la aluminia ekstraktado, inkluzive de elektrolizo, karbona termika redukto kaj kemia eltiro. Ĉi tio validas por ĉiuj niveloj de pureco, de proceza aluminio kun 99,50% ĝis 99,79% pureco, altpura aluminio kun 99,80% ĝis 99,949% pureco, superpura aluminio kun 99,950% ĝis 99,9959% pureco, ekstrema aluminio kun pureco de 99,99% kun pureco. al 99,9990% pureco, kaj ultra-alta pureca aluminio kun pli ol 99,9990% pureco. Interese, du aliaj malpezaj metaloj, magnezio kaj titanio, ankaŭ ne elmontras malalt-temperaturan fragilecon.

La mekanikaj trajtoj de ofte uzataj aluminiaj alojoj por rapidtrajnaj vagonoj kaj ilia rilato kun temperaturo estas montritaj en la suba tabelo.

Rapidtrajnaj vagonoj uzas aluminiajn materialojn kiel ekzemple Al-Mg-serialoj 5005 alojaj platoj, 5052 alojaj platoj, 5083 alojaj platoj kaj profiloj; Al-Mg-Si serio 6061 alojaj teleroj kaj profiloj, 6N01 alojoprofiloj, 6063 alojoprofiloj; Al-Zn-Mg serio 7N01 alojaj teleroj kaj profiloj, 7003 alojaj profiloj. Ili venas en normaj statoj: O, H14, H18, H112, T4, T5, T6.

El la datumoj en la tabelo, estas evidente, ke la mekanikaj propraĵoj de aluminiaj alojoj pliiĝas dum la temperaturo malpliiĝas. Tial, aluminio estas bonega malalt-temperatura struktura materialo taŭga por uzo en raketaj malalt-temperatura fuelo (likva hidrogeno, likva oksigeno) tankoj, likvigita natura gaso (LNG) transportŝipoj kaj surteraj tankoj, malalt-temperaturaj kemiaj produktaj ujoj, malvarma stokado. , fridigitaj kamionoj, kaj pli.

La strukturaj komponentoj de altrapidaj trajnoj kurantaj sur la Tero, inkluzive de kaleŝo kaj lokomotivkomponentoj, povas ĉiuj esti produktitaj uzante ekzistantajn aluminialojojn. Ne necesas esplori novan aluminian alojon por ĉaraj strukturoj funkciigantaj en fridaj regionoj. Tamen, se nova 6XXX alojo kun efikeco proksimume 10% pli alta ol 6061 alojo aŭ 7XXX alojo kun totala efikeco proksimume 8% pli alta ol 7N01 alojo povus esti evoluigita, tio estus signifa atingo.

Tuj poste, ni diskutu la evolutendencojn de kaleŝo-aluminiaj alojoj.

En la kurluproduktado kaj prizorgado de fervojveturiloj, alojplatoj kiel ekzemple 5052, 5083, 5454, kaj 6061 estas uzataj, kune kun extruditaj profiloj kiel 5083, 6061, kaj 7N01. Kelkaj pli novaj alojoj kiel 5059, 5383, kaj 6082 ankaŭ estas aplikataj. Ili ĉiuj elmontras bonegan veldeblecon, kun veldaj dratoj tipe estas 5356 aŭ 5556 alojoj. Kompreneble, frota veldado (FSW) estas la preferata metodo, ĉar ĝi ne nur certigas altan veldan kvaliton, sed ankaŭ forigas la bezonon de veldado de dratoj. La 7N01 alojo de Japanio, kun ĝia konsisto de Mn 0.200,7%, Mg 1,02.0%, kaj Zn 4.0~5.0% (ĉio en %), trovis vastan uzon en la fabrikado de fervojaj veturiloj. Germanio uzis 5005 alojplatojn por produkti flankmurojn por altrapidaj Trans Rapidaj ĉaroj kaj utiligis 6061, 6063, kaj 6005 alojajn eltrudadojn por profiloj. Resume, ĝis nun, kaj Ĉinio kaj aliaj landoj plejparte aliĝis al ĉi tiuj alojoj por fabrikado de rapidtrajnoj.

Aluminiaj Alojoj por Vagonoj je 200km/h~350km/h

Ni povas klasifiki ĉarajn aluminio-alojojn surbaze de la funkcia rapideco de la trajnoj. La unuageneraciaj alojoj estas uzitaj por veturiloj kun rapidecoj sub 200 km/h kaj estas konvenciaj alojoj ĉefe uzitaj por fabrikado de urbaj fervojveturiloj, kiel ekzemple 6063, 6061, kaj 5083 alojoj. Duageneraciaj aluminialojoj kiel 6N01, 5005, 6005A, 7003, kaj 7005 estas uzitaj por fabrikado de vagonoj de altrapidaj trajnoj kun rapidecoj intervalantaj de 200km/h ĝis 350km/h. Triageneraciaj alojoj inkluzivas 6082 kaj skandi-enhavantajn aluminio-alojojn.

Skandio-Enhavanta Aluminio-Alojoj

Skandio estas unu el la plej efikaj grenaj rafiniloj por aluminio kaj estas konsiderata esenca elemento por optimumigi ecojn de aluminialojo. Skandioenhavo estas tipe malpli ol 0.5% en aluminialojoj, kaj alojoj enhavantaj skandio estas kolektive referitaj kiel aluminio-skandio-alojoj (Al-Sc-alojoj). Al-Sc-alojoj ofertas avantaĝojn kiel alta forto, bona muldebleco, bonega veldeblo kaj korodrezisto. Ili estas uzataj en diversaj aplikoj, inkluzive de ŝipoj, aerospacaj veturiloj, reaktoroj kaj defenda ekipaĵo, igante ilin nova generacio de aluminiaj alojoj taŭgaj por fervojaj veturiloj.

Aluminia Ŝaŭmo

Altrapidaj trajnoj estas karakterizitaj per malpezaj aksŝarĝoj, ofta akcelo kaj malakceliĝo, kaj troŝarĝitaj operacioj, kiuj postulas, ke la kaleŝostrukturo estu kiel eble plej malpeza dum plenumado de forto, rigideco, sekureco kaj komfortpostuloj. Klare, la alta specifa forto de la ultra-malpeza aluminia ŝaŭmo, specifa modulo kaj altaj malseketaj trajtoj kongruas kun ĉi tiuj postuloj. Eksterlanda esploro kaj taksado de la aplikado de aluminia ŝaŭmo en altrapidaj trajnoj montris, ke aluminiaj ŝaŭmplenaj ŝtaltuboj havas 35% ĝis 40% pli altan energian sorbadkapablon ol malplenaj tuboj kaj 40% ĝis 50% pliiĝon en fleksa forto. Ĉi tio faras kaleŝokolonojn kaj sekciojn pli fortikaj kaj malpli inklinaj al kolapso. Uzi aluminian ŝaŭmon por energisorbado en la antaŭa bufrozono de la lokomotivo plibonigas efiko-sorbadkapablojn. Sandviĉpaneloj faritaj el 10mm dika aluminia ŝaŭmo kaj maldikaj aluminiaj folioj estas 50% pli malpezaj ol originalaj ŝtalaj platoj dum pliigas rigidecon je 8 fojojn.