從材料的特性來(lái)分析,比較一下鋁合金和鋼材的密度和強(qiáng)度,我們就知道鋁合金實(shí)在是高鐵車廂的最佳搭檔。鋁合金的密度大概是鋼材密度的三分之一,所以體積相同的話鋁合金的重量是鋼材重量的三分之一。
以高鐵為例,據(jù)中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)鋁業(yè)分會(huì)副主任郎大展介紹,由于材料的特性與焊接方式的現(xiàn)代化,時(shí)速公里以上的高速列車必須使用鋁合金材質(zhì),350公里以上的列車車廂除底盤外全部使用鋁型材。一個(gè)高鐵車廂使用的鋁合金大概有10噸左右,這樣整個(gè)車廂的重量要比全部使用鋼材減少一半以上。高鐵車廂大量使用鋁合金材質(zhì),能有效地減少列車的重量,產(chǎn)生更大的牽引力,從而提高速度,并且能節(jié)能減排,實(shí)現(xiàn)一舉多得。
在強(qiáng)度方面,純鋁的強(qiáng)度很低,但是添加一定元素形成的合金具有較高的強(qiáng)度,其“比強(qiáng)度”(強(qiáng)度與比重的比值)勝過(guò)很多合金鋼,成為理想的結(jié)構(gòu)材料。高強(qiáng)度的鋁合金抗拉強(qiáng)度大于480兆帕,完全能符合高鐵列車車廂的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)鋁合金的塑性好,可加工成各種型材,具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和抗蝕性,工業(yè)上廣泛使用。
鋁合金有多種類別,其中用于高鐵車廂的多是6000系列鋁合金,其合金是鎂和硅兩種元素,是一種鋁鎂硅合金。
由于工業(yè)鋁型材具有質(zhì)量輕、成型優(yōu)、強(qiáng)度高、耐腐蝕、壽命長(zhǎng)、可再生、少污染、維護(hù)費(fèi)低等多種優(yōu)點(diǎn),在眾多材料中脫穎而出,已經(jīng)成為了高鐵的最愛。鋁合金材料在車廂上的大規(guī)模使用使得高鐵列車大大減輕了重量,為列車的高速行駛做出了重要貢獻(xiàn)。