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《鐵道材料工程技術(shù)的發(fā)展.docx》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、摘要：下個(gè)世紀(jì)鐵路將蓬勃發(fā)展，高速鐵路和重載運(yùn)輸是發(fā)展的特征。表文論述1與高速鐵路及重載運(yùn)輸有關(guān)的材料I程技術(shù)問題，并探討721世紀(jì)鐵路應(yīng)用高新材料技術(shù)的前蒂。關(guān)鍵詞：材料I程高速鐵路重載運(yùn)輸，?：——一一1，c、的進(jìn)展鐵道科學(xué)研究院鄭中岳馮小慧許國英≥f、／—————一一一、高速鐵路與材料工程技術(shù)在本世紀(jì)即將結(jié)束之際，以高速鐵路周為按心的一場鐵路革命正在世界各地興起。目前，歐洲、日本、北美洲的鐵路界已點(diǎn)燃了高速化競爭之火，我國鐵路也正在迎接這場挑戰(zhàn)。修建時(shí)建250kin的高速鐵路是緩和我國鐵路運(yùn)輸緊張的必然選擇．也是我國高新技術(shù)發(fā)展的必然。高速鐵路集中了鐵路所用的高新技術(shù)，包括先進(jìn)的
2、材料及其工程技術(shù)的新成就。1．高速列車結(jié)構(gòu)輕量化材料僅從節(jié)約能源和緩和對線路的青害作用考慮．必須降低軸重和減少簧下重量以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)輕量化。降低袖重，牽涉到車輛的整體，包括降低車體、轉(zhuǎn)向架和車內(nèi)設(shè)備等部件的重量；減少簧下重量．主要取決于轉(zhuǎn)向架本身的材剿、工藝選擇和結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。我國正在研制的高速動(dòng)力車，大軸重為20t(±3％)，每軸簧下質(zhì)量不大于2t，而高速客車輪對的計(jì)算軸重約為l4t，顯然．在給定的軸重限制條件．從材料工程技術(shù)方面支持結(jié)構(gòu)輕量化是必要的。(1)車體輕量化材料。高速列車大量采用輕質(zhì)的鋁合金．如5t383、6N01．、7N01等。我國能否試制出全焊接大型擠壓鋁合金整體結(jié)構(gòu)的車體
3、．其關(guān)鍵是能否生產(chǎn)供應(yīng)同車體一樣長的大型、薄壁、寬幅、中空的鋁合金型材。加鋰的鋁合寶，與一般鋁合金耜H：，當(dāng)強(qiáng)度相同時(shí)，密度降低10％．彈性模量提高10％，可超塑性成型，很有發(fā)展前途車體采用鎳鉻奧氏體不銹鋼，其抗沖擊性能好，耐熱性能好，蜥裂前能吸收大量能量．能滿足重量輕、使用壽命長、成本較低的要求。不銹鋼．由于采用先進(jìn)的冶煉工藝．已將c含量降到很低，在0．02％一0．03％以下，同時(shí)加人0．1％的N，提高了強(qiáng)韌性、抗蝕性等．因此，也很有發(fā)展前途。(2)轉(zhuǎn)向架輕量化技術(shù)。①高速動(dòng)力車選用驅(qū)動(dòng)與制動(dòng)綜合為一體的半體懸式．能減少簧下重量和降低轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，這種優(yōu)化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須采用先進(jìn)的材料工
4、程技術(shù)予以保證。驅(qū)動(dòng)制動(dòng)單元中的雙空心軸驅(qū)動(dòng)裝置的材科工藝技術(shù)問題，主要有以下三個(gè)：第一．六連桿橡膠關(guān)節(jié)問題。德國ICE車輪出現(xiàn)過四角、六角、八角形狀的多角磨耗。由于橡駛關(guān)節(jié)在使用中溫度的升高和材質(zhì)的老化，最終導(dǎo)致徑向剛度的下降，因而改變結(jié)構(gòu)的固有頻率．當(dāng)其與激擾頻率接近時(shí)出現(xiàn)共振，弓I趣了車輪多角磨耗等嚴(yán)重后果。為此．應(yīng)重視耐溫耐老化的橡膠關(guān)節(jié)元件的研制開發(fā)工作第二，鋁合金鑄造齒輪箱問題。它是承載式齒輪箱，今后應(yīng)結(jié)合薄壁鑄造工藝特點(diǎn)，選用高強(qiáng)度鋁合金。34缺譴物責(zé)科學(xué)管理1996第3搠息日2期第14卷這樣，既減輕了重量，又保證了性能的要求。第三，空心荊、防老荊等)結(jié)合零部件的需要進(jìn)行
5、優(yōu)選，以保證達(dá)到設(shè)軸與傳動(dòng)盤的焊接問題。它是焊接受剪的環(huán)形焊縫，須保計(jì)使用要求。證焊接質(zhì)量以保證空心軸的安全使用。②轉(zhuǎn)向架構(gòu)架輕量(2)制動(dòng)材料。目前．國際上仍公認(rèn)摩擦制動(dòng)中的盤形化材料。使用60kg級高強(qiáng)度鋼試制6ram的薄壁化構(gòu)架，制動(dòng)是高速列車的基本銣動(dòng)方式。重量為0．8t。我國正試制的高速動(dòng)力車構(gòu)架．?dāng)M選用目前制動(dòng)盤一般選用高強(qiáng)度抗熱裂的合金鍛鋼．如16Mnq，構(gòu)架重量不大于1．5t，多數(shù)梁的板厚8-10mm。Ni—cr—Mo合金鍛鋼或cr—M。一v合壘鍛鋼。近年來，高速機(jī)車車輛構(gòu)架通常采用高強(qiáng)度封閉式箱形焊接結(jié)構(gòu)，高速列車為了提高車速及提高緊急制動(dòng)時(shí)的耐高溫極限，為了保證焊接
6、質(zhì)量．主要措施有：采用機(jī)器人技術(shù)；對悍除研制金屬基復(fù)合材料外．正在研究采用c—c復(fù)合材料。縫進(jìn)行重熔處理以提高疲勞強(qiáng)度；加強(qiáng)焊縫探傷檢驗(yàn)工它具有高熱容量、高比強(qiáng)度、高耐熱性和重量輕等優(yōu)點(diǎn)．作。構(gòu)架選用復(fù)合材料可降低自重．其中在獨(dú)立旋轉(zhuǎn)車輪但其摩擦磨損性能有待研究論證。轉(zhuǎn)向架上應(yīng)用最有前途。當(dāng)時(shí)速300km時(shí)，動(dòng)作用力比鋼與合金鍛鋼制動(dòng)盤匹配的閘片材料．一般選用銅基粉構(gòu)架減少40％。這對減少輪軌磨損和運(yùn)動(dòng)噪音等都將產(chǎn)生末冶金材料，其成分配地范圍大．可選用的范圍大，但要非常良好的作用。③為了減輕重量，軸箱將采用優(yōu)質(zhì)鋁合提高耐熱性、耐磨性，還得要保證高速時(shí)具有高而穩(wěn)定的金；車軸將采用空心軸，
7、其軸座處將采用表面處理，如噴摩擦系數(shù)。鉬，以防止微動(dòng)腐蝕磨損。(3)受流材料。目前，高速鐵路研究中開發(fā)了銅合金導(dǎo)(3)復(fù)合材料。采用玻璃纖維增強(qiáng)的酚醛樹脂基復(fù)合材線，主要品種有銅銀合金導(dǎo)線(0．15％-0．18％Ag)、銅鎘料．是滿足高速列車防火規(guī)定的理想材料．它遇到火焰只合金導(dǎo)線(0．7％～1．3％Cd>及銅錫合金導(dǎo)線(0．3％so)等。焦化不燃燒，不僅發(fā)煙少而且有毒煙霧達(dá)到鼎低限度。它隨著車速的提高．為了避免行車速度大于導(dǎo)線的波動(dòng)不僅適合于
