Abiadura handiko tren bagoiak aluminiozko materialekin soldatzen dira. Abiadura handiko tren-linea batzuk minus 30 eta 40 gradu Celsius arteko tenperatura baxuko eskualde izoztuetatik igarotzen dira. Antartikako ikerketa-ontzietako tresna, ekipamendu eta bizi-hornidura batzuk aluminiozko materialez eginda daude eta minus 60 eta 70 gradu Celsius arteko tenperaturak jasan behar dituzte. Artikotik Europara doazen txinatar zama-ontziek aluminiozko materialez egindako ekipamendu batzuk ere erabiltzen dituzte, eta horietako batzuk minus 50 eta 60 gradu Celsius arteko tenperaturetara jasaten dira. Funtzionatu al dezakete normal hain muturreko hotzetan? Arazorik ez, aluminiozko aleazioek eta aluminiozko materialek ez dute hotzei edo beroari beldurrik ematen.

Aluminioa eta aluminiozko aleazioak tenperatura baxuko material bikainak dira. Ez dute tenperatura baxuko hauskortasunik erakusten altzairu arruntek edo nikelezko aleazioek bezala, tenperatura baxuetan erresistentzia eta harikortasuna nabarmen murrizten direlarik. Hala ere, aluminioa eta aluminiozko aleazioak desberdinak dira. Ez dute tenperatura baxuko hauskortasun arrastorik erakusten. Beren propietate mekaniko guztiak nabarmen handitzen dira tenperatura jaitsi ahala. Materialaren konposiziotik independentea da, aluminiozko aleazioa edo aluminio forjatua, hauts metalurgia aleazioa edo material konposatua den. Gainera, materialaren egoeratik independentea da, prozesatutako egoeran edo tratamendu termikoaren ondoren dagoen. Ez du zerikusirik lingotea prestatzeko prozesuarekin, galdaketaz eta ijezketaz edo etengabeko galdaketaz eta ijezketaz ekoizten den. Gainera, ez du zerikusirik aluminioa erauzteko prozesuarekin, elektrolisiarekin, karbonoaren murrizketa termikoarekin eta erauzketa kimikoarekin. Hau purutasun-maila guztietan aplikatzen da, aluminioaren prozesutik %99,50tik %99,79rako purutasunarekin, purutasun handiko aluminioarekin %99,80tik %99,949rako purutasunarekin, purutasun handiko aluminioarekin %99,950tik %99,9959rako purutasunarekin, muturreko purutasunarekin %99,999rekin. %99,9990eko purutasunera eta purutasun ultra-altuko aluminioa %99,9990tik gorako purutasunarekin. Interesgarria da beste bi metal arin, magnesioa eta titanioa, ere ez dutela tenperatura baxuko hauskortasunik erakusten.

Abiadura handiko bagoietarako erabili ohi diren aluminio-aleazioen propietate mekanikoak eta tenperaturarekin duten erlazioa beheko taulan ageri dira.

Abiadura handiko tren bagoiek aluminiozko materialak erabiltzen dituzte, hala nola Al-Mg serieko 5005 aleazio-plakak, 5052 aleazio-plakak, 5083 aleazio-plakak eta profilak; Al-Mg-Si serieko 6061 aleazio-plakak eta profilak, 6N01 aleazio-profilak, 6063 aleazio-profilak; Al-Zn-Mg serieko 7N01 aleazio-plakak eta profilak, 7003 aleazio-profilak. Egoera estandarretan datoz: O, H14, H18, H112, T4, T5, T6.

Taulan dauden datuetatik, agerikoa da aluminio-aleazioen propietate mekanikoak handitzen direla tenperatura jaitsi ahala. Hori dela eta, aluminioa tenperatura baxuko egiturazko material bikaina da suziri tenperatura baxuko erregaietan (hidrogeno likidoa, oxigeno likidoa) tankeetan erabiltzeko, gas natural likidotua (GNL) garraiatzeko itsasontzietan eta lehorreko tankeetan, tenperatura baxuko produktu kimikoen ontzietan, hotzean biltegiratzeko. , hozkailuko kamioiak eta abar.

Lurrean ibiltzen diren abiadura handiko trenen egiturazko osagaiak, bagoi eta lokomotora osagaiak barne, lehendik dauden aluminiozko aleazioak erabiliz fabrika daitezke. Ez dago aluminiozko aleazio berri bat ikertu beharrik eskualde izoztuetan funtzionatzen duten bagoien egituretarako. Hala ere, 6XXX aleazio berri bat 6061 aleazioa baino %10 inguruko errendimendua edo 7XXX aleazio bat errendimendu orokorra 7N01 aleazioa baino %8 inguru handiagoa duen 7XXX aleazio bat garatuko balitz, hori lorpen esanguratsua izango litzateke.

Ondoren, eztabaida ditzagun bagoiaren aluminiozko aleazioen garapen joerak.

CurTren-ibilgailuen bagoien alokairuaren fabrikazioa eta mantentze-lana, 5052, 5083, 5454 eta 6061 bezalako aleazio-plakak erabiltzen dira, 5083, 6061 eta 7N01 bezalako profil estrusioekin batera. 5059, 5383 eta 6082 bezalako aleazio berri batzuk ere aplikatzen ari dira. Soldagarritasun bikaina erakusten dute guztiek, soldadura-hariak normalean 5356 edo 5556 aleaziokoak izanik. Jakina, marruskadura nahastearen soldadura (FSW) da hobetsitako metodoa, soldadura-kalitate handia bermatzen duelako, soldadura-kableen beharra ere ezabatzen baitu. Japoniako 7N01 aleazioa, bere Mn 0,20 konposizioarekin%0,7, Mg 1,0% 2,0, eta Zn 4,0 ~ % 5,0 (guztia %-an), erabilera hedatua aurkitu du trenbide-ibilgailuen fabrikazioan. Alemaniak 5005 aleaziozko plakak erabili zituen abiadura handiko Trans Rapid bagoetarako alboko hormak ekoizteko eta 6061, 6063 eta 6005 aleaziozko estrusioak erabili zituen profiletarako. Laburbilduz, orain arte, Txinak zein beste herrialde batzuek abiadura handiko trenak fabrikatzeko aleazio horiei atxiki zaizkie gehienbat.

Aluminiozko aleazioak 200km/h~350km/h-ko bagoietarako

Bagoietako aluminio aleazioak sailkatu ditzakegu trenen abiaduraren arabera. Lehen belaunaldiko aleazioak 200 km/h-tik beherako abiadura duten ibilgailuetarako erabiltzen dira eta batez ere hiriko trenbide-ibilgailuen bagoiak fabrikatzeko erabiltzen diren aleazio konbentzionalak dira, hala nola 6063, 6061 eta 5083 aleazioak. 6N01, 5005, 6005A, 7003 eta 7005 bezalako bigarren belaunaldiko aluminio-aleazioak abiadura handiko trenen bagoiak fabrikatzeko erabiltzen dira, 200 km/h eta 350 km/h bitarteko abiadurarekin. Hirugarren belaunaldiko aleazioak 6082 eta eskandioa duten aluminiozko aleazioak dira.

Eskandioa duten aluminiozko aleazioak

Eskandioa aluminiorako ale fintzaile eraginkorrenetako bat da eta ezinbesteko elementutzat hartzen da aluminio-aleazioen propietateak optimizatzeko. Eskandioaren edukia normalean % 0,5 baino txikiagoa da aluminio-aleazioetan, eta eskandioa duten aleazioak orokorrean aluminio-eskandio aleazioak (Al-Sc aleazioak) deitzen dira. Al-Sc aleazioak abantailak eskaintzen ditu, hala nola, erresistentzia handia, harikortasun ona, soldagarritasun bikaina eta korrosioarekiko erresistentzia. Hainbat aplikaziotan erabiltzen ari dira, besteak beste, itsasontzietan, ibilgailu aeroespazialetan, erreaktoreetan eta defentsa ekipamenduetan, trenbide-ibilgailuen egituretarako egokiak diren aluminio-aleazioen belaunaldi berri bat bihurtuz.

Aluminiozko aparra

Abiadura handiko trenak ardatzen karga arinak, maiz azelerazioa eta dezelerazioa eta gainkargatutako eragiketak dira, eta bagoiaren egitura ahalik eta arinena izatea eskatzen dute, sendotasun, zurruntasun, segurtasun eta erosotasun baldintzak betetzen dituen bitartean. Argi dago, aluminiozko apar ultra-arinaren indar espezifiko handia, modulu espezifikoa eta moteltze-ezaugarriak baldintza horiekin bat egiten dute. Atzerriko ikerketek eta abiadura handiko trenetan aluminiozko aparra aplikatzearen ebaluazioak frogatu dute aluminiozko aparrez betetako altzairuzko hodiek hodi hutsek baino % 35 eta % 40 arteko energia xurgatzeko gaitasun handiagoa dutela eta malgutasun-erresistentzia % 40 eta % 50eko igoera dutela. Horri esker, gurdi-zutabeak eta tabikeak sendoagoak eta erortzeko joera gutxiago dute. Aluminio-aparra energia xurgatzeko lokomotoraren aurreko buffer-eremuan inpaktua xurgatzeko gaitasunak hobetzen ditu. 10 mm-ko lodierako aluminiozko aparrez eta aluminiozko xafla mehez egindako ogitarteko panelak % 50 arinagoak dira jatorrizko altzairuzko plakak baino zurruntasuna 8 aldiz handitzen duten bitartean.