盤點(diǎn)高鐵上所用的材料

1、盤點(diǎn)高鐵上所用的材料中國(guó)高鐵由口意義非凡，不僅僅是單個(gè)產(chǎn)業(yè)的“由海”，而是整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈條的“走生去”？目前市場(chǎng)規(guī)模雖/N旦一旦受到海外市場(chǎng)的認(rèn)可，將重塑中國(guó)制造的全球品牌形象，帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈上下游細(xì)分領(lǐng)域的發(fā)展？今天小編就帶大家看看高鐵上的材料？對(duì)于高速鐵路，對(duì)新材料的強(qiáng)度？疲勞ft能？輕量化？工藝性等提由了更高的要求，新材料的應(yīng)用主要在以下幾個(gè)方面?鐵道車輛車體不銹鋼不銹鋼主要用銀銘奧氏體不銹鋼，由于其高耐蝕性和美觀的特點(diǎn)，在日本？美國(guó)？前蘇聯(lián)應(yīng)用較多，在保證強(qiáng)度和剛度前提下，如梁？柱等骨架的板厚由普通鋼的3.26.0mm減至1.01.5mm,可減重40%右？20世紀(jì)60年代初，日本率先研制由不銹

2、鋼車輛，具輕量？節(jié)能？不需涂裝，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，目前不銹鋼車輛超過(guò)5000輛，占全部客車10%以上？主要應(yīng)用：不銹鋼車體由于不易解決車體氣密性問(wèn)題，只用于制造20km/h速度級(jí)的車體？及車內(nèi)承載和裝飾件？鋁合金鋁的密度小，僅為2.7（屬輕金屬），約為鋼的1/3？由于鋁的表面易氧化形成致密而穩(wěn)定的氧化膜，所以耐蝕性好？鋁有較好的鑄造性，由于鋁的融化溫度低，流動(dòng)性好，易于制造各種復(fù)雜外形的零件？鋁合金仍然保持了質(zhì)輕的特點(diǎn)，但機(jī)械性能明顯提高？主要應(yīng)用：一是作為受力構(gòu)件；二是作為門禍？管？蓋？殼等材料；三是作為裝飾和絕熱材料？鋁合金容易加工和具有高度的散熱性？特別是車輛引擎部分特別適合使用鋁合

3、金材料延里幾乎完全是鋁合金的一家天下？此外鋁合金的加工工藝多種多樣？通用性較強(qiáng)？從長(zhǎng)期來(lái)看，鋁合金價(jià)格適中？鋁材價(jià)格較高，使得車輛制造成本增加，但由于鋁合金使得車輛輕量化，車輛的輕量化帶來(lái)了運(yùn)能的增加，耗能的減少，維修的費(fèi)用降低？有資料顯示，交通工具的重量每減少10%燃料可節(jié)約8%？E報(bào)廢回收時(shí)，鋁型材產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)100%0收，回收鋁型材循環(huán)再用可以減少95%勺能源消耗？早在20世紀(jì)50年代世界上較發(fā)達(dá)的一些國(guó)家就開(kāi)始采用鋁型材來(lái)制造鐵路車輛，包括美國(guó)劾口拿大？日本？俄羅斯？德國(guó)和法國(guó)等國(guó)，目前國(guó)內(nèi)高鐵列車車廂已大量使用鋁合金材料？業(yè)內(nèi)專家指由，時(shí)速300公里以上的高速列車車體必須采用輕量化的

4、鋁合金材料,350公里以上的列車車廂除底盤外全部使用鋁型材？目前中國(guó)鐵路客運(yùn)專線動(dòng)車組采用的CRHI？CRH2？CRH3？CRH5四種類型中，除CRHI型車體采用的是不銹鋼材外，其余3種動(dòng)車組車體均為鋁合金材質(zhì)？近年來(lái)國(guó)外有用鎂合金？欽合金等航空材料制造車體骨架的嘗試，其重量只有鋁合金的66%減重效果明顯？但還在考察試驗(yàn)中？復(fù)合材料復(fù)合材料己開(kāi)始應(yīng)用于車輛，且用量不斷增加，代表了未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)坐維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料（FRF閃為高比強(qiáng)度（剛度）?耐疲勞？耐蝕？隔熱？阻燃？可設(shè)計(jì)性弓S等優(yōu)點(diǎn)，英國(guó)？日本?德國(guó)先后在60年代開(kāi)始應(yīng)用于非結(jié)構(gòu)件，現(xiàn)在越來(lái)越多地應(yīng)用于各種結(jié)構(gòu)件，例如車休和車頭前端部采用玻

5、璃鋼?綸纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂等？目前在西歐，制造鐵道車輛用的復(fù)合材料中，按纖維種類分，玻璃纖維占58%芳族聚酸胺纖維占20%碳纖維占20%其他占2%按樹(shù)脂的種類分，聚酯占35%乙烯酸酯占22%環(huán)氧樹(shù)脂占21%酚醛樹(shù)脂占15%改性的丙烯酸樹(shù)脂占4%其他占3%?專向架轉(zhuǎn)向架的構(gòu)架是特別重要的高強(qiáng)度部件，關(guān)系到整個(gè)車輛安全性？轉(zhuǎn)架必須71足安全？運(yùn)行舒適度以及耐磨損？易檢修等要求？多采用優(yōu)質(zhì)碳素鋼？低合金低碳高強(qiáng)度鋼？耐候鋼制造的構(gòu)架？近來(lái)研究熱點(diǎn)為高分子復(fù)合材料和鋁合金制造的構(gòu)架？車輛內(nèi)裝及設(shè)備車輛內(nèi)裝及設(shè)備主要有裝飾板？廁所？盟洗室？座椅及水箱等，以鋁合金和高分子材料為主，如裝飾板采用鋁合金上疊合一

6、層不燃性的纖維增強(qiáng)塑料，廁所？盟洗室？座椅及水箱還要考慮到衛(wèi)生和耐腐蝕性，也以不燃性的為佳？輪一軌系統(tǒng)車輪與鋼軌材料除了要有足夠的強(qiáng)度？韌性？耐磨性外，還必須具有耐擦傷？抗剝離的性能？就線路而言，高速鐵路區(qū)別于一般鐵路最主要的特點(diǎn)是曲率半徑大？應(yīng)變速率高？軸重輕和牽引力大，鋼軌的磨耗較小，疲勞損傷相對(duì)突生，因此對(duì)鋼軌材料的選擇要求較高？對(duì)于鋼軌材料而言，歐洲鐵路一直在合金鋼軌上進(jìn)行研究如非熱處理的Cr-Mo,合金鋼軌除了有較高的循環(huán)軟化抗力外，也有較好的抵杭短波磨損的能力，是今后鋼軌材料的重點(diǎn)選擇對(duì)象之一？此外，還應(yīng)從鋼軌鋼的強(qiáng)韌化和純凈化方面進(jìn)行努力，大力發(fā)展全長(zhǎng)熱處理鋼軌摘土鋼軌和降噪降振

7、新鋼軌？目前，國(guó)外正在研究的貝氏體鋼抗剝離性能優(yōu)于珠光體鋼,不過(guò)尚處于試驗(yàn)階段？為了減重，德國(guó)正研究組合車輪，即輪心采用FRP再套上鋼質(zhì)輪和輪箍？無(wú)昨軌道無(wú)昨軌道是當(dāng)前和今后世界鐵路建設(shè)發(fā)展的趨勢(shì)和方向？無(wú)昨軌道的軌枕本身是混凝土澆灌而成，而路基也不用碎石，可減少維護(hù)？降低粉塵？美化環(huán)境？鐵軌？軌枕直接鋪在M凝土路上，水泥枕與鐵軌間采取了許多連接穩(wěn)固的措施？列車時(shí)速可達(dá)200km以上？高鐵軌道水泥枕？鐵軌和地基間的連接處均以聚氨酯彈性體填隙？密封，一則使連接穩(wěn)固，不因受氣候變化而位移；二則可起防震和消除噪音作用，增添旅客乘車舒適感裸氨酯枕木為適應(yīng)高速列車的提速要求，開(kāi)發(fā)聚氨酯枕木以取代或部分取

8、代混凝土枕木必將是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)？在西歐，該技術(shù)已有較成熟的研制和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)；在日本，聚氨酯枕木已在高速列車新干線軌道上得到應(yīng)用？與其他材料相比，聚氨酯枕木具有卓越的耐久性并可降低周期成本？聚氨酯膠黏劑高速列車的生產(chǎn)對(duì)聚氨酯膠黏劑的使用需求也大幅增加，聚氨酯在車輛上承擔(dān)著玻璃粘接硯板接？嵌縫填充？密封防水等各種必不可少的作用？按照動(dòng)車組CRH3為基礎(chǔ)，單節(jié)車廂用聚氨酯膠約84.07L,折算約合109.3kg？主要應(yīng)用于車窗玻璃的粘接密封及部分填充部位的密封？聚月尿彈性體涂層由于高鐵采用無(wú)硝軌道，要求防護(hù)層不僅具有防水？防滲和抗裂等基本性能，還要能經(jīng)受火車高速行駛帶來(lái)的高速？重載攻變沖擊等作用？聚

9、月尿涂層無(wú)接縫，粘結(jié)力強(qiáng)真正做到了整體防水，同時(shí)還具有優(yōu)異的耐磨性？抗沖擊？抗開(kāi)裂？耐紫外光和耐高低溫性能，可滿足高鐵的特殊要求？受電弓滑板目前高速鐵路使用的導(dǎo)線主要有銅銀(0.1530.18%Ag)銅鎘(0.7%-1.3%Cd域銅錫合金(0.3%Sn殍？隨列車的高速化.研制高線張力和重量輕的新型復(fù)合導(dǎo)線(即外表為銅，芯部為鋼)是發(fā)展趨勢(shì)？受電弓滑板是機(jī)車供電系統(tǒng)重要集電元件，通常有碳滑板？金屬?t板？浸金屬碳滑板和粉末冶金滑板，各國(guó)多采用碳滑板？如德國(guó)ICE和法國(guó)TGV溫金屬碳滑板既有碳材料的自潤(rùn)滑性，又具備了金屬材料集電？強(qiáng)度和抗沖擊力高的特點(diǎn)，成為最理想的滑板材料,近年來(lái)已步入產(chǎn)業(yè)化階段

10、？國(guó)外目前正在加強(qiáng)碳纖維金屬基復(fù)合材料滑板的研究，該材料在集電？自潤(rùn)滑？抗撞擊性能方而都會(huì)超過(guò)現(xiàn)有的滑板？目前，國(guó)內(nèi)外研究的浸金屬碳滑板已步入了實(shí)用化的階段，它主要是利用了碳滑板材料的多孔性質(zhì)，將熔融的銅或銅合金等高導(dǎo)電性金屬，在高溫高壓下浸入到碳滑板基體中去，使它既有碳材料的自潤(rùn)滑和抗電弧性能，又具備金屬材料的集電？強(qiáng)度高？杭彈撞擊力強(qiáng)的特點(diǎn)，成為最理想的滑板材料？與此同時(shí)，還應(yīng)加強(qiáng)碳纖維一金屬?gòu)?fù)合材料滑板的研究，這種滑板在集電？潤(rùn)滑？杭撞擊性能方面都會(huì)超過(guò)現(xiàn)有的金屬滑板？碳滑板？浸金屬碳滑板和粉末冶金滑板,其應(yīng)用前景十分廣闊？tu動(dòng)摩擦系統(tǒng)制動(dòng)摩擦系統(tǒng)要求摩阻材料有高而穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，更好

11、的散熱性和耐磨性，足夠高的沖擊強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度，對(duì)磨偶件不產(chǎn)生異常磨損和其他形式的損傷，制動(dòng)火花少，價(jià)格便宜，而且輕量化？動(dòng)盤過(guò)去長(zhǎng)期使用合金鑄鐵，但高速列車要求選用高強(qiáng)度抗熱裂的合金鍛鋼，如Ni-Cr-Mo或Cr-Mo-V合金鋼，也有研制金屬基復(fù)合材料和C-C復(fù)合材料制動(dòng)盤？日本1997年開(kāi)發(fā)的耐熱裂制動(dòng)盤？可以有20年以上的壽命彳惠國(guó)的碳纖維復(fù)合材料盤，在高速250km/h下質(zhì)量好，并通過(guò)了400km/h的臺(tái)架實(shí)驗(yàn)？目前常用的摩阻材料可分為含磷鑄鐵？粉末冶金材料和合成材料？法國(guó)TGV-A?日本新干線等高速列車都采用了粉末冶金閘片，而且普遍是銅基材料附對(duì)鐵基？鋁基材料，日本？歐美等近來(lái)在開(kāi)發(fā)新

12、材料時(shí)加人品須？陶瓷顆粒或短纖維等制成復(fù)合材料？在合成摩阻材料方面德國(guó)ICE列車上安裝了鋁合金盤/合成閘片，獲得了較好的效果？目前纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在摩阻制動(dòng)材料方面的成功開(kāi)發(fā)和運(yùn)用備受矚目，成為研究熱點(diǎn)，例如1997年口本開(kāi)發(fā)的閘片是以酚醛樹(shù)脂？石墨？合成橡膠與碳纖維復(fù)合？減振？降噪材料高速帶來(lái)的沖擊？振動(dòng)和噪聲的加劇，采用減振降噪元件，例如勃彈性能？耐疲勞？耐老化性能更優(yōu)的橡膠元件，以保證乘坐的安全舒適搐膠元件已在高速列車上廣泛應(yīng)用于防振窿沖？隔音掠封？絕緣以及彈性偶合件和空氣橡膠簧等方面，尤其是減振降噪作用特別顯著，對(duì)高速列車的舒適平穩(wěn)具有無(wú)可取代的作用福膠元件最引人矚目的應(yīng)用是轉(zhuǎn)向架上的六連桿橡膠關(guān)節(jié)?20世紀(jì)50年代初，國(guó)外就開(kāi)始采用橡膠材料作為鋼軌墊件;70年代隨列車速度的提高，在軌道結(jié)構(gòu)中采用了天然橡膠？氯丁橡膠？聚