عربات السكك الحديدية عالية السرعة مصفحة بالألومنيوم، وبعض خطوط السكك الحديدية عالية السرعة تمر عبر المنطقة الباردة العالية من -30 إلى 40 درجة مئوية.المعدات والإمدادات المعيشية على سفينة البحث العلمي في أنتاركتيكا مصنوعة من الألومنيوم ويجب أن تتحمل الاختبار من 60 درجة مئوية تحت الصفر و 70 درجة مئويةبعض المعدات على السفن التجارية من الصين إلى أوروبا عبر القطب الشمالي مصنوعة أيضا من الألومنيوم، والتي تعرض بعضها ودرجة حرارة المحيط هي -50 أو 60 درجة مئوية.هل يمكنهم العمل في بيئة باردة كهذهلا مشكلة، سبيكة الألومنيوم والألومنيوم هو أقل الخوف من البرد والحرارة.
الألومنيوم و سبائك الألومنيوم هي أفضل المواد منخفضة درجة الحرارة، دون هشاشة منخفضة درجة الحرارة، على عكس الصلب العادي، سبائك النيكل وهلم جرا.على الرغم من أن خصائص قوتهم تزداد مع انخفاض درجة الحرارة، ومع ذلك ، تنخفض اللون والصلابة مع انخفاض درجة الحرارة ، أي أن هناك هشاشة واضحة في درجة حرارة منخفضة. ومع ذلك ، فإن الألومنيوم والسبائك الألومنيوم مختلفان تمامًا.لا يوجد أثر للكسر في درجات الحرارة المنخفضةجميع خصائصها الميكانيكية تزداد بشكل ملحوظ مع انخفاض درجة الحرارة، بغض النظر عن تكوين المادة، سواء كان سبيكة الألومنيوم أو سبيكة الألومنيوم المصنوعة.سواء كان سبيكة المعادن أو مادة مركبةلا علاقة لها بحالة المواد سواء كانت في حالة المعالجة أو المعالجة الحرارية، وليس لها علاقة بعملية تحضير البلاط،حتى لو كان ملفوفاً بالصلبةلا علاقة لها بعملية استخراج الألومنيوم، والتحليل الكهربائي، والحد من الكربون الحراري، والاستخراج الكيميائي،جميعها ليس لها هشاشة منخفضة درجة الحرارةليس له علاقة بالنقاء سواء كان 99.50% إلى 99.79% من الألومنيوم النقي، ليس هناك هشاشة في درجة حرارة منخفضة في 99.80%-99.949% من الألومنيوم عالي النقاء، 99.950%-99.9959٪ من الألومنيوم النقي للغاية (النقاء الفائق)، 99.9960%-99.9990% الألومنيوم النقي للغاية (النقاء القصير) ، > 99.9990% الألومنيوم النقي للغاية وهلم جرا. ومن المثير للاهتمام أن المعادن الخفيفة الأخرى ، المغنيسيوم والتيتانيوم ،ليست هشة عند درجات الحرارة المنخفضة مثل الألومنيوم.
العلاقة بين الخصائص الميكانيكية ودرجة حرارةملفات تعبئة من سبائك الألومنيوم المطحونةبالنسبة لعدة مركبات سكك حديدية سريعة تستخدم عادة، يظهر في الجدول أدناه.
الـمنتجات الألومنيومفي أقسام السكك الحديدية عالية السرعة تشمل 5005 ألواح سبيكة، 5052 ألواح سبيكة، 5083 ألواح سبيكة وملفات تعريف نظام Al-Mg، 6061 ألواح سبيكة وملفات تعريف نظام Al-Mg-Si،ملفات تعريف سبيكة 6N01 و6063 ملفات تعريف سبيكة. ال-Zn-Mg هو 7N01 صفيحة سبيكة وملف، 7003 ملف الملف. الحالات القياسية هي O، H14، H18، H112، T4، T5، T6.
من الواضح من البيانات في الجدول أنه بغض النظر عن نوع سبيكة الألومنيوم، خصائصها الميكانيكية تزداد مع انخفاض درجة الحرارة،لذا الألومنيوم هو نوع من المواد الرائعة منخفضة درجة الحرارةخزانات تخزين الوقود الصاروخي المبرد (الهيدروجين السائل، الأكسجين السائل) ، حامل الغاز الطبيعي المسال (LNG) وخزانات التخزين القائمة على الشاطئ، حاويات المنتجات الكيميائية المبردة، التخزين البارد،المركبات المبردة وما إلى ذلك يمكن أن تكون مصنوعة من الألومنيوم.
الأجزاء الهيكلية للسيارات ورؤوس القطارات عالية السرعة التي تعمل على الأرض، كل الأجزاء التي يمكن أن تكون مصنوعة من سبيكة الألومنيوم يمكن أن تكون مصنوعة من سبيكة الألومنيوم المقابلة الحالية.ليس هناك حاجة لإيجاد طريقة أخرى لدراسة نوع من سبائك الألومنيوم مع هيكل مربع تعمل في المناطق العالية والباردة وعملية الإنتاجبالطبع، إذا استطعنا تطوير سبيكة 6XXX التي خصائصها أكبر بنسبة 10٪ من سبيكة 6061، أو سبيكة 7XXX التي هي أكبر بنسبة 8٪ من سبيكة 7N01،
في الواقع، السكك الحديدية عالية السرعة في مقاطعة هيلونغجيانغ في الصين وفي منطقة منغوليا الداخلية المستقلة، منطقة شينجيانغ الأويغور المستقلة،منطقة التبت المستقلة ومقاطعة تشينغهاي ليست "باردة للغاية" لبنية سبيكة الألومنيوم، ولا توجد حاجة إلى معالجة خاصة لتكوين السبائك. لا توجد حاجة لإجراء تعديلات خاصة لمعلمات عملية إنتاج المواد.
طالما أن خصائص الألومنيوم المنتج للسكك الحديدية عالية السرعة أو في وقت لاحق لسيارات السكك الحديدية عالية السرعة التي تعمل في مناطق باردة أخرى تلبي متطلبات GB الصينية ، EN الأوروبية ، JIS اليابانية ،ASTM الأمريكي، وما إلى ذلك، فهي منتجات مؤهلة ولا تحتاج إلى اتخاذ تدابير خاصة.
اتجاه تطور سبيكة الألومنيوم في السيارات
في الوقت الحاضر ، فإن سبائك الصفائح المستخدمة في تصنيع وصيانة جسم المركبات السكك الحديدية هي 5052 ، 5083 ، 5454 ، 6061 وهلم جرا ، والملفات الشخصية المكبدة هي 5083 ، 6061 ، 7N01 وهلم جرا.بعض السبائك الجديدة مثل 5059، 5383، 6082 استخدمت أيضا. لديهم جميعا قابلية جيدة لحام، والأسلاك لحام هو 5356 أو 5556 سبيكة، وبطبيعة الحال فمن الأفضل استخدام الاحتكاك تحريك لحام (FSW) ، وليس فقط جودة عالية لحام،ولكن أيضاً لا يوجد سلك لحامفي وقت لاحق ، سبيكة 7N01 (Mn0.20 ~ 0.7، Mg1.0 ~ 2.0زين 4.0 ~ 5.0تم استخدامها على نطاق واسع في تصنيع المركبات السكك الحديدية. في تصنيع عربات السكك الحديدية السريعة في ألمانيا،5005 لوحات سبيكة تستخدم لصنع لوحات الحائط، والسبائك 6061 ، 6063 و 6005 تستخدم لتطويق الملفات الشخصية. باختصار ، لا تزال هذه السبائك تستخدم بشكل أساسي في مركبات السكك الحديدية عالية السرعة المصنعة في الصين ودول أخرى.
سبيكة الألومنيوم لهيكل القطار بسرعة 200km/h ~ 350km/h
وفقًا لسرعة تشغيل القطار ،جسد من سبيكة الألومنيوميمكن تقسيمها إلى: المركبات ذات السرعة أقل من 200 كم / ساعة يمكن أن تسمى سبيكة الجيل الأول ، فهي سبيكات تقليدية ،تستخدم في الغالب في تصنيع جسد مربع مركبات السكك الحديدية الحضرية، مثل 6063، 6061، 5083 سبائك وهلم جرا.يتم استخدام سبائك 7005 في تصنيع جسم مركبات السكك الحديدية عالية السرعة بسرعة 200km/h~350km/h، والجيل الثالث من سبائك 6082 سبائك الألومنيوم التي تحتوي على السكنديوم وهلم جرا.
بالإضافة إلى سبائك 6N01 و 7N01 (هي سبائك يابانية ، N تعني نيبون) ، هناك 7003 سبائك. محتوى Mg لديهم أقل من سبائك 7N01.إنها نوع من سبائك Al-Zn-Mg ذات Mg منخفضقدرتها على اللحام وقوتها مماثلة لتلك الموجودة في سبائك 7N01 ولديها أداء أعلى للطحن.يتم استخدام عدد كبير من سبائك 7003 و 7N01 لإنتاج ملفات تعريف واسعة بسماكة الحائط 3 مم في شمال شرق اليابان(شينكانسن) (شينكانسن) و (سابورو)
سبائك 6005A (Si0.50 ~ 0.9، Mg0.40 ~ 0.7في فرنسا، مقارنة مع سبيكة أمريكية 6005، محتوى Mg يساوي محتوى Si، ولكن Cr من Mn يزداد بنسبة 0.12٪ إلى 0.50٪.ليس فقط لديها نفس خصائص الصفحات مثل 6063 سبيكة، ولكن أيضا تحسين خصائص القوة. وينطبق الشيء نفسه على سبيكة 6N01. الألواح الجانبية الجناح (العمق 507mm، سمك الجدار 2.5mm) ،الطوابق العريضة 558 ملم والملفات الشخصية الفاضحة الكبيرة العريضة لإنتاج الألواح الجانبية المسمار والسقف يتم طحنها مع سبيكة 6N01.
سبيكة الألومنيوم للجسم القطاري 350km/h ~ 450km/h
هذا جيل جديد من سبيكة الألومنيوم للجسم الصندوق. سرعة القطار يصل إلى 450m، والمركبة يجب أن تتحمل قوى خارجية أكبر وتخضع لاهتزازات أقوى.لذلك، يجب تطوير جيل جديد من سبائك الألومنيوم الخفيفة للسكك الحديدية عالية السرعة.
سبيكة الألومنيوم التي تحتوي على السكنديوم. السكنديوم هو أفضل مكرر للحبوب للألومنيوم وسبيكات الألومنيوم،كما أنها واحدة من العناصر الفعالة لتحسين خصائص سبائك الألومنيوممحتوى السكنديم أقل من 0.5 ٪ جميع السبائك التي تحتوي على السكنديم تسمى بشكل جماعي سبائك الألومنيوم-الألومنيوم بغض النظر عن كمية السكنديم التي تحتوي عليها.سبيكة Al-Sc لديها مزايا القوة العالية، البلاستيكية الجيدة ، قابلية اللحام الممتازة ومقاومة التآكل القوية. إنه واحد من سبائك الألومنيوم الجيل الجديد المختار في مجالات السفن الحربية والطيران والفاعل ،المعدات العسكرية للدفاع الوطني وما إلى ذلكبالطبع، يمكن استخدامه أيضاً لصنع هياكل مركبات السكك الحديدية.
ومع ذلك ، فإن تحسين الهيكل الدقيق والخصائص عن طريق إضافة السكنديم إلى سبيكة الألومنيوم الحالية لا يزال يجب دراسته بشكل منهجي. السكنديم هو نوع من عناصر الأرض النادرة.الصين هي منتجة للسكنديوم في العالم وهي في طليعة أبحاث سبائك Al-Scلكن بشكل عام، ليست جيدة مثل روسيا، التي هي الرائدة في البحث والتطبيق من سبيكة الـ"ال-سك" الشمالية الشرقيةمعهد المواد الفضائية والتكنولوجيا قام بالكثير من العمل على البحث والتطويرفاز بحثهم على "صفحة سبيكة الألومنيوم والمغنيسيوم والسكنديم ذات الحجم الكبير 5B70" بالجائزة الأولى في مجال العلوم والتكنولوجيا لصناعة المعادن غير الحديدية في الصين في عام 2017.كان هناك أيضا جائزة ثانية، والذي كان "سبيكة عالية القوة قابلة لللحام Al-Zn-Mg-Sc للطيران والفضاء".
6082 سبيكة
منذ شعبية سبيكة 6N01، 6082 سبيكة تشكلت في عام 1972 قد جذبت انتباه قسم تصنيع المعدات السكك الحديدية.قوة هذا السبائك هي ما بين قوة سبيكة 7N01 وسبيكة 6N01قوة الشد Rm (الربط على الخط) من 6082-T5 الأنبوب المربع يلبي المتطلبات المقابلة للشعاع تحت الإطار. تظهر التجارب الأساسية أن السبائك يمكن استخدامها في الميدان.مع ذلك، لا يزال هناك الكثير من العمل الذي يجب القيام به إذا كان من المفترض أن يتم الترويج له على نطاق واسع في قسم معدات السكك الحديدية.والتي كانت تعتبر مضادة للأغبياء قبل 30 عاماً، بسبب التغيرات في ظروف حمولة القطارات وبنية الوزن الخفيف ، لم تعد مناسبة لنوع القطارات الجديدة الحالية عالية السرعة ،لكن هذا ليس له علاقة بالحرارة في المناطق المرتفعة والباردةلأن عشرات درجات مئوية سالبة هي في الواقع "حافة اختبار صغيرة" لسبائك الألومنيوم، انها ليست درجة حرارة منخفضة، في نفس الوقت، كلما انخفضت درجة الحرارة،كلما زادت قوة و صلابة الهيكل الألومنيومي.
رغوة الألومنيوم
القطار ذو السرعة العالية له خصائص وزن محور خفيف، وتسارع وتباطؤ متكرر وتشغيل الزيادة.الذي يتطلب أن تكون بنية جسم السيارة خفيفة قدر الإمكان على أساس قوةمن الواضح أن خصائص رغوة الألومنيوم الخفيفة للغاية، مثل القوة المحددة العالية، وضع محدد عال، التخفيف العالي وهلم جرا،متسقة جدا مع هذه المتطلباتتم دراسة وتقييم تطبيق رغوة الألومنيوم في القطارات عالية السرعة بالتفصيل في الخارج.وجدت أن قدرة امتصاص الطاقة من أنبوب الصلب المملوء بالرغوة الألومنيوم هو 35% ~ 40% أعلى من أنبوب الهواء، وزيادة قوة الانحناء بنسبة 40٪ ~ 50٪ ، ونتيجة لذلك يمكن جعل أعمدة العربة والقسمة أقوى. ليس من السهل الانهيار ؛يمكن أن يؤدي ملء عازل رأس المحرك بالرغوة من الألومنيوم إلى تحسين قدرة امتصاص طاقة الاصطدام، ووزن لوحة الشطيرة المصنوعة من رغوة الألومنيوم سميكة 10 ملم ولوحة الألومنيوم الرقيقة هو 50٪ أخف من لوحة الفولاذ الأصلية ، ولكن زيادة صلابة بنسبة 8 مرات.
في الوقت الحاضر ، تقوم وحدات ذات الصلة للسكك الحديدية عالية السرعة في الصين بدراسة جدوى استخدام ألواح ساندويتش الألومنيوم الرغوة لإعداد أرضيات أبواب عربات السكك الحديدية عالية السرعة.من أجل تسريع حل سلسلة من المشاكل العلمية والتكنولوجية الرئيسية التي تواجه الجيل القادم من السكك الحديدية عالية السرعة، قسم السكك الحديدية والأكاديمية الصينية للعلوم أنشأت معا مركز أبحاث ميكانيكا النقل السكك الحديدية المتقدمة.يتم دراسة موثوقية المواد والبنية للقطارات عالية السرعة ونظرية وتكنولوجيا الحد من الضوضاء، من بينها جزء كبير من المحتوى يتعلق بالرغوة الألومنيوم الخفيفة للغاية.
مع التحسن المستمر في سرعة قطار السرعة العاليةأصبح تأثير الضوضاء على راحة الركاب والبيئة المحيطة أحد القيود الرئيسية لتطوير السكك الحديدية عالية السرعةمن المرجح أن تصبح عقبة رئيسية أمام تطوير السكك الحديدية عالية السرعة.يجب تركيب الحواجز على جانبي السكة الحديد وفي الأنفاق التي تمر عبر المناطق المكتظة بالسكانواحدة من الوظائف الرئيسية للرغوة الألومنيوم الخلية المفتوحة الخفيفة للغاية هي امتصاص الصوت ، ويمكن ضبط هذا الأداء عن طريق تغيير مرور أو هيكل الصوت.رغوة الألومنيوم لديها أيضا مضادة جيدة للتآكل، مقاومة المناخ وخصائص المعالجة، لذلك هو مادة جيدة امتصاص الصوت للحاجز الصوت الميدان.
اتصل بنا على +86 18662963676، أرسل لنا بريد إلكتروني على sales@profiles-aluminum.com لمعرفة كيفاليوفينغ الألومنيوميمكن أن تساعدك مع ملف الألومنيوم الخاص بكمحلولات الألومنيومالتصميم
