Жоғары жылдамдықты пойыз вагондары алюминий материалдарын пайдаланып дәнекерленген. Кейбір жоғары жылдамдықты пойыз желілері минус 30-40 градус Цельсий температурасы бар аязды аймақтар арқылы өтеді. Антарктикалық зерттеу кемелеріндегі кейбір аспаптар, жабдықтар мен тұрмыстық керек-жарақтар алюминий материалдарынан жасалған және минус 60-тан 70 градус Цельсийге дейінгі температураға төтеп беруі керек. Арктикадан Еуропаға сапар шегетін қытайлық жүк кемелері де алюминий материалдарынан жасалған кейбір жабдықты пайдаланады, ал кейбіреулері минус 50-ден 60 градусқа дейін төмен температураға ұшырайды. Олар осындай қатты суықта қалыпты жұмыс істей ала ма? Мәселе жоқ, алюминий қорытпалары мен алюминий материалдары қатты суықтан немесе ыстықтан қорықпайды.

Алюминий және алюминий қорытпалары төмен температурада тамаша материалдар болып табылады. Олар қарапайым болат немесе никель қорытпалары сияқты төмен температуралық морттылықты көрсетпейді, олар төмен температурада беріктік пен иілгіштіктің айтарлықтай төмендеуін көрсетеді. Дегенмен, алюминий мен алюминий қорытпалары әртүрлі. Оларда төмен температурада сынғыштық ізі байқалмайды. Температура төмендеген сайын олардың барлық механикалық қасиеттері айтарлықтай артады. Бұл құйылған алюминий қорытпасы немесе соғылған алюминий қорытпасы, ұнтақ металлургия қорытпасы немесе композиттік материал болсын, материалдың құрамына тәуелсіз. Ол сондай-ақ материалдың өңделген күйінде немесе термиялық өңдеуден кейінгі күйіне тәуелсіз. Бұл құйма және илемдеу немесе үздіксіз құю және илемдеу арқылы өндірілген болса да, құйма дайындау процесіне қатысы жоқ. Ол сондай-ақ электролизді, көміртекті термиялық қалпына келтіруді және химиялық экстракцияны қоса алғанда, алюминийді алу процесіне қатысы жоқ. Бұл тазалықтың 99,50%-дан 99,79%-ға дейінгі технологиялық алюминийден, тазалығы 99,80%-дан 99,949%-ға дейінгі жоғары тазалықтағы алюминийден, 99,950%-дан 99,9959%-ға дейінгі тазалықтағы өте таза алюминийден, өте таза алюминийден 969%-ға дейінгі тазалық деңгейлеріне қатысты. тазалығы 99,9990% дейін және тазалығы 99,9990% жоғары ультра жоғары таза алюминий. Бір қызығы, басқа екі жеңіл металдар, магний мен титан да төмен температурада сынғыштықты көрсетпейді.

Жоғары жылдамдықты пойыз вагондары үшін жиі қолданылатын алюминий қорытпаларының механикалық қасиеттері және олардың температурамен байланысы төмендегі кестеде көрсетілген.

Жоғары жылдамдықты пойыз вагондары Al-Mg сериялы 5005 легирленген пластиналар, 5052 легирленген пластиналар, 5083 легирленген пластиналар және профильдер сияқты алюминий материалдарын пайдаланады; Al-Mg-Si сериясы 6061 легирленген пластиналар мен профильдер, 6N01 қорытпа профильдері, 6063 легирленген профильдер; Al-Zn-Mg сериясы 7N01 легирленген пластиналар мен профильдер, 7003 легирленген профильдер. Олар стандартты күйлерде келеді: O, H14, H18, H112, T4, T5, T6.

Кестедегі мәліметтерден алюминий қорытпаларының механикалық қасиеттері температура төмендеген сайын жоғарылайтыны көрініп тұр. Сондықтан алюминий зымырандық төмен температуралы отын (сұйық сутегі, сұйық оттегі) цистерналарында, сұйытылған табиғи газды (СТГ) тасымалдайтын кемелер мен жағалаудағы цистерналарда, төмен температуралы химиялық өнімдерге арналған контейнерлерде, тоңазытқыш қоймаларында қолдануға жарамды тамаша төмен температуралы құрылымдық материал болып табылады. , рефрижераторлы жүк көліктері және т.б.

Жер бетінде жүретін жүрдек пойыздардың құрылымдық құрамдас бөліктері, соның ішінде вагон және локомотив құрамдас бөліктері, барлығын қолданыстағы алюминий қорытпалары арқылы жасауға болады. Суық аймақтарда жұмыс істейтін вагон құрылымдары үшін жаңа алюминий қорытпасын зерттеудің қажеті жоқ. Дегенмен, егер өнімділігі 6061 қорытпасынан шамамен 10% жоғары жаңа 6XXX қорытпасы немесе жалпы өнімділігі 7N01 қорытпасынан шамамен 8% жоғары 7XXX қорытпасы жасалуы мүмкін болса, бұл айтарлықтай жетістік болар еді.

Әрі қарай, вагон алюминий қорытпаларының даму тенденцияларын талқылайық.

Курста5083, 6061 және 7N01 сияқты экструдталған профильдермен бірге 5052, 5083, 5454 және 6061 сияқты легирленген тақталар, теміржол көлігі вагондарын жалға алу өндірісі мен техникалық қызмет көрсетуі үшін пайдаланылады. 5059, 5383 және 6082 сияқты кейбір жаңа қорытпалар да қолданылуда. Олардың барлығы тамаша дәнекерлеу қабілетін көрсетеді, дәнекерлеу сымдары әдетте 5356 немесе 5556 қорытпалары болады. Әрине, үйкеліс араластырғыш дәнекерлеу (FSW) артықшылықты әдіс болып табылады, өйткені ол жоғары дәнекерлеу сапасын қамтамасыз етіп қана қоймайды, сонымен қатар дәнекерлеу сымдарының қажеттілігін де болдырмайды. Жапонияның 7N01 қорытпасы, оның құрамы Mn 0,200,7%, Mg 1,02,0% және Zn 4,0~5,0% (барлығы %), теміржол көліктерін өндіруде кеңінен қолданылды. Германия жоғары жылдамдықты Trans Rapid вагондарының бүйір қабырғаларын жасау үшін 5005 легирленген пластиналарды қолданды және профильдер үшін 6061, 6063 және 6005 легірленген экструзияларды пайдаланды. Қорытындылай келе, осы уақытқа дейін Қытай да, басқа елдер де жоғары жылдамдықты пойыздарды жасау үшін негізінен осы қорытпаларды ұстанды.

200км/сағ~350км/сағ жылдамдықтағы вагондарға арналған алюминий қорытпалары

Біз пойыздардың жұмыс жылдамдығына қарай вагон алюминий қорытпаларын жіктей аламыз. Бірінші буындағы қорытпалар жылдамдығы 200 км/сағ төмен көліктер үшін пайдаланылады және негізінен 6063, 6061 және 5083 қорытпалары сияқты қалалық рельсті көлік вагондарын өндіру үшін пайдаланылатын кәдімгі қорытпалар болып табылады. 6N01, 5005, 6005A, 7003 және 7005 сияқты екінші буын алюминий қорытпалары жылдамдығы 200 км/сағ-тан 350 км/сағ-қа дейінгі жылдамдықпен жүретін пойыздардың вагондарын жасау үшін қолданылады. Үшінші буындағы қорытпаларға 6082 және құрамында скандий бар алюминий қорытпалары жатады.

Құрамында скандий бар алюминий қорытпалары

Скандий алюминий үшін ең тиімді дәнді тазартқыштардың бірі болып табылады және алюминий қорытпасының қасиеттерін оңтайландыру үшін маңызды элемент болып саналады. Алюминий қорытпаларында скандий мөлшері әдетте 0,5%-дан аз болады және құрамында скандий бар қорытпалар жалпы алғанда алюминий-скандий қорытпалары (Al-Sc қорытпалары) деп аталады. Al-Sc қорытпалары жоғары беріктік, жақсы икемділік, тамаша дәнекерлеу және коррозияға төзімділік сияқты артықшылықтарды ұсынады. Олар әртүрлі қолданбаларда, соның ішінде кемелерде, аэроғарыштық көліктерде, реакторларда және қорғаныс жабдықтарында қолданылады, бұл оларды теміржол көлігі құрылымдарына жарамды алюминий қорытпаларының жаңа буынына айналдырады.

Алюминий көбік

Жоғары жылдамдықты пойыздар осьтік жүктемелердің жеңілдігімен, жиі жеделдету мен баяулаумен және шамадан тыс жүктелген операциялармен сипатталады, бұл вагон құрылымының беріктік, қаттылық, қауіпсіздік және жайлылық талаптарын қанағаттандыра отырып, мүмкіндігінше жеңіл болуын талап етеді. Өте жеңіл алюминий көбіктің жоғары меншікті беріктігі, ерекше модулі және жоғары демпферлік сипаттамалары осы талаптарға сәйкес келетіні анық. Шетелдік зерттеулер мен алюминий көбігін жоғары жылдамдықтағы пойыздарда қолдануды бағалау алюминий көбікпен толтырылған болат құбырлардың бос құбырларға қарағанда энергияны сіңіру қабілеті 35% -дан 40% -ға дейін жоғары екенін және иілу беріктігін 40% -дан 50% -ға дейін арттыратынын көрсетті. Бұл арба тіректері мен қалқаларды берік және құлауға бейімді етеді. Локомотивтің алдыңғы буферлік аймағында энергияны сіңіру үшін алюминий көбігін пайдалану соққыны сіңіру мүмкіндіктерін арттырады. Қалыңдығы 10 мм алюминий көбікінен және жұқа алюминий парақтарынан жасалған сэндвич-панельдер бастапқы болат пластиналардан 50% жеңіл, сонымен бірге қаттылықты 8 есе арттырады.