سبائك الألومنيوم على مركبات السكك الحديدية

النقل بالسكك الحديدية مهم

النقل في الصين ، والتي تلعب دورا مهما للغاية في تطوير الاقتصاد الاشتراكي. مركبات السكك الحديدية هي وسيلة النقل التي تحمل الركاب والبضائع في النقل بالسكك الحديدية. كحلقة وصل رئيسية في السكك الحديدية ، مع التطور السريع للسكك الحديدية ، تستمر مركبات السكك الحديدية في التحسن نحو خفيفة الوزن ، ويعد تطبيق مواد سبائك الألومنيوم تدبيرا مهما لتعزيز وزنها الخفيف. تناقش هذه الورقة تطبيق سبائك الألومنيوم على مركبات السكك الحديدية.

1 خصائص سبائك الألومنيوم

الألومنيوم هو معدن خفيف ذو كثافة منخفضة ، حوالي 1/3 من الفولاذ. إضافة عنصر واحد أو عدة عناصر إلى الألومنيوم يشكل سبائك الألومنيوم. بالمقارنة مع الألومنيوم ، فإن سبائك الألومنيوم لديها المزيد من القوة والصلابة ، وخصائص فيزيائية وميكانيكية أفضل ، ومتانة جيدة ، ومعالجة سهلة ومجموعة واسعة من التطبيقات. بالمقارنة مع الفولاذ منخفض الكربون ، يمكن أن تكون قوته أفضل من بعض سبائك الفولاذ. وفقا لعناصر السبائك المضافة ، يمكن تقسيم سبائك الألومنيوم إلى سبائك منغنيز الألومنيوم ، وسبائك المغنيسيوم النحاسية الألومنيوم ، وسبائك النحاس الألومنيوم ، وما إلى ذلك أنواع مختلفة من سبائك الألومنيوم لها خصائص مختلفة ونطاق التطبيق. الآن نقوم بتحليل خصائصها الرئيسية بالتفصيل.

1) خفيفة الوزن. كثافة الألومنيوم هي 1/3 من كثافة الفولاذ. هيكل السيارة المصنوع من سبائك الألومنيوم أخف بنسبة 30٪ من الهيكل المصنوع من الفولاذ ، مما يحقق الطلب على الوزن الخفيف.

2) خصائص ميكانيكية ممتازة. في الوقت الحاضر ، فإن معظم سبائك الألومنيوم المستخدمة في الأجزاء الهيكلية الصناعية المختلفة هي 6061-T6 ، والتي تنتمي إلى سلسلة "Ai mg Si". خصائصه الميكانيكية مستقرة وممتازة ، وهي مريحة للاستخدام الهندسي.

3) مقاومة جيدة للتآكل. عندما تتعرض سبائك الألومنيوم للهواء ، يمكن تشكيل فيلم أكسيد ناعم على السطح ، مما قد يمنع التآكل بشكل فعال. لذلك ، بالمقارنة مع المواد الأخرى ، فإنه يتمتع بمقاومة أفضل للتآكل ، وعمر خدمة طويل وتكلفة تشغيل وصيانة منخفضة. تظهر التجارب أنه من بين مواد سبائك الألومنيوم شائعة الاستخدام ، يتمتع الذكاء الاصطناعي mg 5083 بمقاومة جيدة للتآكل ، يليه الذكاء الاصطناعي mg Si.

خصائص البثق. تحتوي مواد نظام SI الذكاء الاصطناعي mg على خصائص بثق جيدة ، في حين أن نظام الذكاء الاصطناعي mg ونظام SI الذكاء الاصطناعي mg له خصائص بثق ضعيفة. قام 6005b و 6005c بتحسين مقاومة صدع تآكل الإجهاد في اتجاه سمك الجدار لسبيكة 7N01 ، والتي سيتم استخدامها على نطاق واسع.

2. مزايا التطبيق من سبائك الألومنيوم على مركبات السكك الحديدية

1) توفير الطاقة والحد من الاستهلاك، مما يفضي إلى حماية البيئة. على أساس خفيفة الوزن ، يمكن لسبائك الألومنيوم أيضا تلبية متطلبات السلامة في القوة. بالنسبة للقطارات عالية السرعة ، فإن أفضل طريقة لتخفيف السيارة هي زيادة نسبة الألمنيوم المستخدم في جسم السيارة.

2) مريحة للمعالجة والتصنيع. مع التقدم المستمر في عملية إنتاج سبائك الألومنيوم وتكنولوجيا تصنيع المركبات المصنوعة من سبائك الألومنيوم ، يتم تبسيط عملية تصنيع جسم السيارة من سبائك الألومنيوم إلى حد كبير ، ويتم تقليل عبء العمل التصنيعي نسبيا. لا يحتاج إلى إزالة الصدأ ، ويمكن إعادة تدويره ، وسهل الصيانة ، وهو أكثر ملاءمة للمعالجة والتصنيع. كما أنها مناسبة لمختلف المعالجات السطحية. يمكنه تلوين ورش سطح سبائك الألومنيوم لتحسين مقاومته للتآكل وجعل سطح جسم السيارة أكثر جمالا.

3) السعر معتدل. سعر مواد الألومنيوم مرتفع ، وقد زادت تكلفة تصنيع المركبات من مواد سبائك الألومنيوم. ومع ذلك ، نظرا لخصائص الوزن الخفيف ، جلبت سبائك الألومنيوم زيادة في قدرة النقل ، والحد من استهلاك الطاقة وتقليل تكلفة الصيانة لمركبات السكك الحديدية. علاوة على ذلك ، تتمتع مركبات سبائك الألومنيوم بقيمة إعادة تدوير أكبر. من بين قيمة إعادة تدوير المركبات الخردة ، تبلغ المركبات الفولاذية 100٪ ، بينما تبلغ مركبات الألومنيوم 480٪. لذلك ، تتمتع مركبات سبائك الألومنيوم بفوائد شاملة عالية وسعر معتدل وتكلفة معقولة.

أداء سلامة جيد. جسم السيارة من سبائك الألومنيوم هو من هيكل الملف الشخصي ، وصلابته أفضل بكثير من السيارة العادية المصنوعة من الفولاذ الكربوني ، لذلك يمكنها تحمل قوة خارجية ميكانيكية أكبر وتجنب الإصابات المميتة للركاب في السيارة. علاوة على ذلك ، تتمتع مادة سبائك الألومنيوم أيضا بمقاومة ممتازة للحريق ومقاومة للقوس. بالمقارنة مع الفولاذ ، فإنه يتمتع بتوصيل حراري أفضل وتبديد للحرارة. هذه الخصائص تجعل جسم السيارة من سبائك الألومنيوم يتمتع بأداء أمان أفضل.

3 حالة تطبيق سبائك الألومنيوم على مركبات السكك الحديدية

السرعة العالية وتوفير الطاقة والراحة والسلامة وحماية البيئة هي الأهداف الرئيسية لتطوير النقل اليوم. باعتبارها المادة المفضلة للتطوير خفيف الوزن ، تتمتع سبائك الألومنيوم بالعديد من المزايا التي لا تضاهى ، لذلك يتم استخدامها على نطاق واسع في مركبات السكك الحديدية. في السنوات الأخيرة ، تم استخدام السكك الحديدية عالية السرعة ، والوسادة المغناطيسية عالية السرعة ، والمركبات الهجينة الجديدة التي تزيد سرعتها عن 300 كم / ساعة ، مما عزز آفاق التطوير الأفضل لسبائك الألومنيوم. في الوقت الحاضر ، في جميع أنحاء العالم ، أصبح إنتاج وتصنيع جسم السيارة من سبائك الألومنيوم الاتجاه العام لتطوير النقل بالسكك الحديدية الحضرية والنقل بالسكك الحديدية. قدرة الركاب وحجم الخدمات اللوجستية للنقل بالسكك الحديدية في الصين هي الأولى في العالم. ومع ذلك ، بدأ تطوير جسم السيارة من سبائك الألومنيوم في الصين في وقت متأخر. تشانغتشون السكك الحديدية سيارة الركاب المحدودة وضعت أول سبائك الألومنيوم مترو الانفاق سيارة الجسم في عام 1989 ، وبناء أول خط إنتاج سبائك الألومنيوم سبائك الألومنيوم التلقائي في الصين في عام 2001 ، وتطوير أول قطار maglev في الصين ،

في وقت لاحق ، أنشأ مصنع نانجينغ بوتشن للسيارات ومصنع تانغشان للسيارات ومصنع تشوتشو للسيارات الكهربائية على التوالي خطوط إنتاج لإنتاج هياكل السيارات المصنوعة من سبائك الألومنيوم تدريجيا. مع التطور المستمر لصناعة النقل في الصين ، وولادة "الانسجام" والتطوير المستمر لعبور السكك الحديدية في مترو الأنفاق الحضري ، تظهر أجسام السيارات المصنوعة من سبائك الألومنيوم أكثر فأكثر في حياة الناس. أدخلت وزارة السكك الحديدية تكنولوجيا الإنتاج المتقدمة الأجنبية لتحقيق قفزة تطوير السكك الحديدية. على سبيل المثال ، أدى تشغيل بكين قوانغتشو للسكك الحديدية عالية السرعة والسكك الحديدية عالية السرعة في بكين شنغهاي إلى إنشاء طلب كبير في السوق على مركبات سبائك الألومنيوم ، وقد عزز تطوير تكنولوجيا تصنيع جسم السيارة من سبائك الألومنيوم في الصين. في الوقت نفسه ، نظرا لأن تصنيع جسم السيارة من سبائك الألومنيوم لا يزال في مرحلة التطور السريع ولا يوجد نظام تطبيق تكنولوجي ناضج تماما ، فهناك أيضا بعض المشاكل التقنية.

سؤال. في الوقت الحاضر ، يتخلف تطوير مركبات السكك الحديدية المصنوعة من الألومنيوم كثيرا عن صناعة نقل السيارات. نظرا لدورة الابتكار الطويلة لمنتجات الألومنيوم وعمر الخدمة الطويل لعربات السكك الحديدية ، فإن دورة التحقق من جسم السيارة وأجزاء السيارة طويلة. على العموم ، فإن استخدام جسم السيارة من سبائك الألومنيوم في سوق النقل أقل بكثير من ذلك في الفضاء ونقل السيارات وبعض الأسواق المدنية. في الوقت نفسه ، فإن الحمل الثقيل والسرعة العالية للنقل بالسكك الحديدية يطرحان أيضا متطلبات أعلى لمقاومة التآكل ومقاومة التآكل لمكونات هندسة السكك الحديدية. في الوقت الحاضر ، يمكن أن يؤدي استخدام أقراص فرامل القطار عالية السرعة ورش القوس لإصلاح جسور السكك الحديدية إلى الحصول على مقاومة معينة للتآكل ومضادة للانزلاق ومضادة للتآكل.

تأثير التآكل. بالإضافة إلى ذلك ، هناك العديد من المشاكل التقنية في تطبيق سبائك الألومنيوم في مركبات السكك الحديدية. على سبيل المثال ، يتم تشكيل معظم أجزاء جسم مركبة السكك الحديدية عن طريق الختم ، ومن السهل ظهور الشقوق عند ختم لوحة الألومنيوم عن طريق ختم لوحة فولاذية ؛ يتم تجميع معظم قطع العمل في الجسم عن طريق اللحام ، ولكن لحام الألومنيوم أكثر صعوبة من الفولاذ. يجب أن يكون السطح الملحوم أملسا ، ويجب أن تكون الأجزاء كهروبلورية ورشها.

4 تطوير تطبيقات سبائك الألومنيوم على مركبات السكك الحديدية

في الوقت الحاضر ، نظمت البلدان في جميع أنحاء العالم عددا كبيرا من الأبحاث البشرية والمالية والفيزيائية حول مواد الألومنيوم للمركبات وبعض التقنيات والعمليات الجديدة ، خاصة في عملية الدرفلة ، وعملية البثق ، وتكامل المواد ، وعلى نطاق واسع وجوفاء ، فضلا عن العديد من الخصائص الخاصة ، وطرق المعالجة ، وطرق الجمع ، وطرق خلط المواد ، والمعالجة السطحية ، وما إلى ذلك ، وتعزيز تطوير مواد الألومنيوم السكك الحديدية نحو معايير عالية ، الأداء العالي والحفاظ على الطاقة وحماية البيئة إلى مستوى جديد.

في الوقت الحاضر ، مع التطوير المستمر للنقل بالسكك الحديدية وتعميق اختبار تشغيل مركبات سبائك الألومنيوم ، نحتاج إلى إجراء أبحاث تجريبية أكثر شمولا ، وإدخال بعض التقنيات المتقدمة والمعدات ذات الصلة بشكل مناسب ، وتحويلها إلى تجربتنا الخاصة واستخدامنا التقني. في الوقت نفسه ، من الضروري تعزيز البحث والتطوير التقني لمواد سبائك الألومنيوم لتحسين الأداء الشامل لمواد سبائك الألومنيوم بشكل فعال ، مثل دمج بعض طرق المعالجة الجديدة ، واعتماد تشكيل الرذاذ والعمليات الأخرى ، وتقليل تكاليف التصنيع وتحقيق الاستقرار في جودة المنتج. بالإضافة إلى ذلك ، من الضروري تعزيز البحث في عملية اللحام وتكنولوجيا التحكم لتحسين جودة اللحام ، فقط المواد والتصنيع

مع التطوير المستمر لتكنولوجيا التصنيع ، يمكننا استكشاف هيكل سيارة أكثر معقولية. في الوقت الحاضر ، لا تزال الصين تعتمد على الواردات في بعض تقنيات التصنيع الرئيسية ، لذلك نحن بحاجة إلى زيادة الأبحاث حول التكنولوجيا وتقصير الفجوة. من حيث صيانة مركبات سبائك الألومنيوم ، من الضروري تحسين الوعي بالصيانة وحماية البيئة من جوانب الشركات المصنعة والمستخدمين وفحص القطارات ، وصياغة عمليات صارمة ، وتحسين إدارة التطبيقات للمركبات ، والحد بشكل فعال من الأضرار التي لحقت مركبات سبائك الألومنيوم.

5 الخاتمة

تطبيق جسم السيارة سبائك الألومنيوم هو الاتجاه الحتمي للنقل بالسكك الحديدية وتطوير السكك الحديدية الحضرية. عززت سبائك الألومنيوم تصميم وتصنيع تكنولوجيا مركبات السكك الحديدية إلى مستوى جديد بسبب أدائها الجيد والعديد من المزايا. مع التطوير المستمر لتصنيع سبائك الألومنيوم وتكنولوجيا التطبيق ، ستصبح التيار الرئيسي لتطوير وتطبيق السكك الحديدية الحديثة. يجب علينا باستمرار إجراء البحوث التقنية والتطوير لتعزيز التنمية السريعة لصناعة النقل بالسكك الحديدية في الصين.