❶ 城軌車輛車體常用材料有哪些 對比一下這些材料的性能特點
現在車輛上一般多採用鋁合金車體,大斷面擠壓中空鋁型材,質量輕。 還有採用不銹鋼車體的,碳素鋼車體現在一般不採用。 現在我國的鋁合金車體製造工藝,已經達到了國際水平。
❷ 不銹鋼的特點
不銹鋼的耐蝕性隨含碳量的增加而降低,因此,大多數不銹鋼的含碳量均較低,最大不超過1.2%,有些鋼的Wc(含碳量)甚至低於0.03%(如00Cr12)。不銹鋼中的主要合金元素是Cr(鉻),只有當Cr含量達到一定值時,鋼才有耐蝕性。因此,不銹鋼一般Cr(鉻)含量至少為10.5%。不銹鋼中還含有Ni、Ti、Mn、N、Nb、Mo、Si、Cu等元素。
不銹鋼常按組織狀態分為:馬氏體鋼、鐵素體鋼、奧氏體鋼、奧氏體-鐵素體(雙相)不銹鋼及沉澱硬化不銹鋼等。另外,可按成分分為:鉻不銹鋼、鉻鎳不銹鋼和鉻錳氮不銹鋼等。
1、鐵素體不銹鋼:含鉻12%~30%。其耐蝕性、韌性和可焊性隨含鉻量的增加而提高,耐氯化物應力腐蝕性能優於其他種類不銹鋼。屬於這一類的有Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25,Cr25Mo3Ti、Cr28等。鐵素體不銹鋼因為含鉻量高,耐腐蝕性能與抗氧化性能均比較好,但機械性能與工藝性能較差,多用於受力不大的耐酸結構及作抗氧化鋼使用。這類鋼能抵抗大氣、硝酸及鹽水溶液的腐蝕,並具有高溫抗氧化性能好、熱膨脹系數小等特點,用於硝酸及食品工廠設備,也可製作在高溫下工作的零件,如燃氣輪機零件等。
2、奧氏體不銹鋼:含鉻大於18%,還含有 8%左右的鎳及少量鉬、鈦、氮等元素。綜合性能好,可耐多種介質腐蝕。奧氏體不銹鋼的常用牌號有1Cr18Ni9、0Cr19Ni9等。0Cr19Ni9鋼的Wc<0.08%,鋼號中標記為「0」。這類鋼中含有大量的Ni和Cr,使鋼在室溫下呈奧氏體狀態。這類鋼具有良好的塑性、韌性、焊接性、耐蝕性能和無磁性,在氧化性和還原性介質中耐蝕性均較好,用來製作耐酸設備,如耐蝕容器及設備襯里、輸送管道、耐硝酸的設備零件等,另外還可用作不銹鋼鍾表飾品的主體材料。奧氏體不銹鋼一般採用固溶處理,即將鋼加熱至1050~1150℃,然後水冷或風冷,以獲得單相奧氏體組織。
3、奧氏體 - 鐵素體雙相不銹鋼:兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的優點,並具有超塑性。奧氏體和鐵素體組織各約佔一半的不銹鋼。在含C較低的情況下,Cr含量在18%~28%,Ni含量在3%~10%。有些鋼還含有Mo、Cu、Si、Nb、Ti,N等合金元素。該類鋼兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的特點,與鐵素體相比,塑性、韌性更高,無室溫脆性,耐晶間腐蝕性能和焊接性能均顯著提高,同時還保持有鐵素體不銹鋼的475℃脆性以及導熱系數高,具有超塑性等特點。與奧氏體不銹鋼相比,強度高且耐晶間腐蝕和耐氯化物應力腐蝕有明顯提高。雙相不銹鋼具有優良的耐孔蝕性能,也是一種節鎳不銹鋼。
4、馬氏體不銹鋼:強度高,但塑性和可焊性較差。馬氏體不銹鋼的常用牌號有1Cr13、3Cr13等,因含碳較高,故具有較高的強度、硬度和耐磨性,但耐蝕性稍差,用於力學性能要求較高、耐蝕性能要求一般的一些零件上,如彈簧、汽輪機葉片、水壓機閥等。這類鋼是在淬火、回火處理後使用的。
5、沉澱硬化不銹鋼:基體為奧氏體或馬氏體組織,沉澱硬化不銹鋼的常用牌號有04Cr13Ni8Mo2Al等。其能通過沉澱硬化(又稱時效硬化)處理使其硬(強)化的不銹鋼。
❸ 耐候鋼、不銹鋼和鋁合金客車車體結構各有何特點
性價比:耐候鋼最高
使用年限:不銹鋼最好
使用環境:鋁合金最好
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❹ 不銹鋼的特性
銹鋼的耐蝕性隨含碳量的增加而降低,因此,大多數不銹鋼的含碳量均回較低,最大不超過1.2%,有答些鋼的Wc(含碳量)甚至低於0.03%(如00Cr12)。不銹鋼中的主要合金元素是Cr(鉻),只有當Cr含量達到一定值時,鋼才有耐蝕性。因此,不銹鋼一般Cr(鉻)含量至少為10.5%。不銹鋼中還含有Ni、Ti、Mn、N、Nb、Mo、Si、Cu等元素。
❺ 不銹鋼有什麼特性
不銹鋼的特性:
不銹鋼最大的特性是耐腐蝕!
不銹鋼的第二大特性是耐高溫和耐專低溫!屬
不銹鋼是一種不太嚴格的叫法,
實際上是高合金鋼的一種(特耐腐蝕的那種)
不銹鋼的最大特點是合金元素含量比較高,超過10%,有的甚至超過50%,
根據常溫組織的不同分為奧氏體型、奧氏體-鐵素體雙相型、鐵素體型、馬氏體型、沉澱硬化型五類。對於奧氏體型又可以根據含碳量的不同分為高碳型(0.04%~0.12%),低碳型(≤0.08%)和超低碳型(≤0.03%)三種;奧氏體不銹鋼由於其優良的性能在工程中應用尤為重要,其特點是耐腐蝕,耐高溫、耐低溫、同時可以做到較高強度,根據GB1220標准共給出了33種奧氏體不銹鋼的材料牌號,常用牌號有0Cr18Ni9(304)、00Cr19Ni10(304L)、0Cr17Ni12Mo2(316)、0Cr17Ni14Mo2(316L)、OCr18Ni10Ti(321)等;根據成分的不同,性能各不相同,甚至相差很大,從而應用場合也不一樣。
❻ 分析不銹鋼和鋁合金客車車體結構各有何特點
車體是車輛結構的主體。車體的強度和剛度關繫到車輛運行的安全可靠性和舒適性;車體的防腐耐腐能力、表面保護和裝飾方法,關繫到車輛的外觀、壽命和檢修制度;車體的重量關繫到能耗、加減速度、載客能力乃至列車編組形式(拖動比)。所有這些都直接影響到運營質量和經濟效益。
由於鐵路車輛車體長期處在激烈振動、外部氣候條件和乘客量大且不穩定等條件下,其總體結構形式、性能和技術經濟指標主要取決於車體材料。在設計鐵路車輛車體時,對車體構件和內部裝飾所用材料的基本要求為:應具有構件所要求的高強度和剛性,重量輕、耐老化、耐污染、耐磨耗和耐光照等特性,適合於環境的改進(隔熱、隔音性能提高、較好的採光性),適合於提高舒適度(減振等)。目前,城市軌道交通車體結構使用的材料主要為車輛專用經濟型不銹鋼和鋁合金。下面就從機械性能、重量、工藝等方面,對不銹鋼車體和鋁合金車體進行分析比較。
不銹鋼車體成熟安全
不銹鋼的兩個主要優點使其適用於客車車體材料:第一,具有優良的耐蝕防銹性,使車體外板省去塗裝的工序,並且可以大幅節約維修費用。第二,與普鋼相比,無須考慮耐蝕防腐層,因此可以將板厚減薄,有利於車體輕量化,以節約能源、減少廢氣排放。目前常用的車體不銹鋼通常有兩種:奧氏體系不銹鋼的SUS304和SUS301L。
在日本,從1958年就開始在部分客車的外板上採用SUS304不銹鋼以防腐蝕,但未在其他部件上使用,因此輕量化效果不明顯。而美國的帕德公司早在1934年就生產出不銹鋼車輛,實現了輕量化,並於1962年末實現了車輛完全不銹鋼化,使車體重量比當時普通鋼制車體減輕了2噸。以1974年石油危機為契機,節能的要求使車輛更加輕量化,最終開發出高強度下焊接性、加工性更好的不銹鋼,並改進了焊接方法。到1978年,車體用不銹鋼已實現實用化,車輛基本上全部採用了SUS304不銹鋼,車重在此減輕了1噸~1.5噸。
其後,由於日本山手線採用了這一新型車輛,使其生產飛躍發展並為社會所認知。現在運行的車輛,是在1990年進一步改善後的設計,實現了輕量化並減少了部件數和焊接點數。由於全不銹鋼制車輛的重量比鋁制車輛還輕,已經被減速、增速次數多的班車和近郊交通用節能型車輛廣泛使用,現在占國營鐵路線上的60%。
該車輛所用不銹鋼要求具有優良的耐蝕性、高強度、適於沖壓彎曲的高加工性和作為結構部件組裝所需的優良焊接性,能滿足上述要求的為奧氏體系不銹鋼,如SUS304和SUS301L系鋼種。SUS304的含碳量按JIS標准為小於等於0.15%,實際上多在0.08%以下,主要是由於車輛組裝時焊接熱影響區易產生Cr碳化物的晶界腐蝕裂紋。之後,為了抑制Cr碳化物的析出,又開發出將碳含量降至0.03%以下的SUS301L系奧氏體不銹鋼。現在不銹鋼車輛已基本應用了此鋼種。
新型不銹鋼車採用超低碳([C]<0.03%)的SUS301L車輛專用經濟型不銹鋼。SUS301L可通過冷軋調整其強度和延性水平,且根據壓延率的不同分成LT、DLT、ST、MT、HT5個強度級。冷軋率為2%的LT材做橫梁、冷卻率為6%的DLT材做腰板,ST材做屋頂重木,MT材做床板,HT材做側柱。同時,上述性能還受化學成分影響,因此,在精煉時應該調整成分波動到較小的范圍。
車輛用材多用焊接組合,故熱影響區的耐蝕性甚為重要。在SUS301L開發中進行認真研討後發現:化學成分對晶界腐蝕性的影響中,N、Ni的影響較少,而基本上決定於碳含量,故將SUS301L的碳含量降低到0.03%以下而確保其耐蝕性。
焊接部分的強度也是另一個重要因素。原來有研究人士曾擔心為保證SUS301L焊接部位耐腐蝕性將碳含量降至0.03%後會影響其強度,後通過加入N元素使這一問題得以解決,保證了較好的強度。
除鐵道客車外,近日,以中國為首的新興國家開始在運煤貨車上應用不銹鋼。由於煤炭中含S元素較多,故開發成功耐硫酸腐蝕性優良的不銹鋼並開始應用,其成分為低C、N含量的11Cr-18Mn-0.75Ni-Ti。
鋁合金材輕量化新方向
鋁合金材應用受關注。當前,日本新干線的旅客快速增加,鐵路高速化的實現使人們再次考慮車體輕量化的問題。據計算,車體若減輕10%的重量,則可節約6%的能源、減排6%的CO2。而車輛結構輕量化的方法有三種:①結構方式的變更,②適用材料的材質變更(由鋼制改為鋁合金制),③內裝品組成的變更。對於新干線的車輛,除骨幹、台框等部件採用高強度鋼之外,外板也採用了高強度鋼板,並改進了兩者的接合度,從而實現了較好的輕量化。
為進一步輕量化,日本經研究後決定採用鋁合金擠出材將骨幹件和外板連接在一起的方式代替鋼製品。由於同一強度下鋁合金材料更輕,且擠出材大部分不需要骨乾材和外板材的接合,因此有利於節約部件組裝的施工費用。
鋁制車體的開發和設計中須注意以下問題:一是焊接結構用鋁合金的開發技術(A6N01合金、A7N01合金)、抗應力腐蝕(SCC)性7000系合金的開發;二是擠出型材的生產技術,如薄壁化、寬幅化和中空化技術的開發;三是鋁合金結合技術(MIG焊接、摩擦攪拌接合)、適合焊接的擠出斷面和提高尺寸精度。
新干線有兩種車體結構,300系新干線的車體結構為縱向總體構成的屋頂材、側外板和車底板結構,由縱跨車輛全長(24.5米)的(長度、薄壁、寬幅)整體擠出型材所組成的結構(以下簡稱單體結構),其中最大的部件寬達600毫米。橫梁採用A7N01-T5材(7000系合金),因為此種合金強度高且焊接熱影響部分的強度降低較小。
7000系新干線的車體結構為縱向總體結構構成的屋頂和側外板結構,由縱跨車輛全長的A6N01-T合金(長度、薄壁、寬幅)中空的擠出型材(寬560毫米)所組成。在各個縱通材的接頭部位,和300系一樣,為補充焊接產生的強度降低而對接頭部分局部增厚,以確保其強度。縱通材的端部均呈桶狀的復合結構,由此代替了車輛周邊的其他部件,而成為緊湊型結構。此種復合結構同樣適用於700系新干線,該結構由於隔音性的問題尚未完全解決,還在改進中。
大型薄壁中空擠出材的應用和車輛四周方向部件被簡化由此產生的車輛部件減少和接合線的簡化有效促進了自動化,同時由於部件插入組合亦大大簡化了施工作業。
鋁合金材製造技術。Al-Zn-Mg系(7000系)合金焊接部的強度雖在焊接熱影響下有所下降,但具有在常溫放置後強度恢復的特點。鋁合金制車輛是以MIG接合為主體的焊接結構,在要求高強度的部件上仍能充分發揮上述特點而使7000系合金的成為主要用材。7000系合金比6000系(Al-Mg-Si)合金的抗腐蝕性差,對此,在其中加入適量Cu並對生產工藝適當調控的新合金(C250)已開發成功,並在300系和700系新干線的部件中大量利用。
擠出技術。300系新干線已對幅寬600毫米的擠出型材應用,且將壁厚由原極限的4毫米減至2.3毫米。700系新干線對中空型材的寬幅薄壁要求日益提高,壁厚已由300系總體擠出型材的2.3毫米減薄至中空擠出型材的2毫米。為實現擠出速度的最大化,對擠出坯的加熱溫度和擠出速度的最佳化進行專題研究後,終於實現了等溫、形變下的薄壁中空型材的高效生產。
擠出模具的設計技術。為確定中空擠出型材的薄壁化技術,除等溫形變擠出技術外,還須對擠出用模具的設計進行改進。例如:流量配分等新模具的開發、新模具的組合等,以達到對模具的設計、製造、使用和改進整個流程的目的,並提高擠出材的尺寸精度。
不銹鋼VS鋁合金
對比可知,不銹鋼車體的機械性能和防火性能強於鋁合金車體,熔點高於鋁合金車體,因此不銹鋼車體具有更好的安全性。鋁合金車體的屈服強度、抗拉強度、延伸率和彈性模量約為不銹鋼車體的1/3,且比不銹鋼車體的剛度要小,因此鋁合金車體設計時一般採用加大板厚和盡量加大車體端面的辦法來提高車體的抗彎剛度。
不銹鋼車體採用板梁組合整體承載全焊結構,為了不降低板材強度和減小變形,應盡量採用點焊,特別是強度更高的材料不允許任何形式的弧焊,採用接觸焊代替弧焊,是不銹鋼車體的又一特徵和技術關鍵。
在價格方面,SUS304不銹鋼和6000系鋁合金的原材料單價相差無幾,但不銹鋼車體是板梁結構,需大量工裝、模具、夾具、樣板和中間檢查手段,生產工藝極其復雜,費工費料。鋁合金車體普遍採用大型桁架式中空型材組焊式,中空鋁型材是製造廠一次軋制而成的,車輛製造廠只需下料、拼裝、氬弧焊接,工藝簡單,省工省料。因此,成品價格還是不銹鋼車體的偏高。
不同材料車體的抗腐蝕能力對於車體的使用壽命起到重要作用。不銹鋼的抗腐蝕性能相較於鋁合金的優勢比較明顯。防火性上,不銹鋼熔點在1400℃以上,而鋁合金只有630℃~650℃,且到300℃以上就發軟變形,因此不銹鋼車體的防火性能也遠優於鋁合金車體。從以上方面考慮,不銹鋼車體的使用壽命長於鋁合金車體。
為適應全球節能減排的發展,鐵道運軌在加速發展的同時,利用鋁材的車體輕量化也很重要,應當受到重視。但同時,在車體材料選擇時,還應該綜合考慮安全性、車輛壽命和成形性能等多方面因素,努力做到經濟、安全和優質高效。
❼ 簡述不銹鋼車體的優缺點
汽車的使用條復件復雜並不會因為不制銹鋼的「耐腐蝕性」好,就直接用在車上面了。而且,目前的汽車防銹工藝已經完全能夠滿足需求了,不銹鋼的性能對於汽車來說,是有點過剩的。
現在的汽車使用的鋼板叫做「鍍鋅鋼板」,鍍鋅的目的就是防腐蝕。它的壽命已經是普通鋼板的幾倍,甚至是十幾倍了。
一輛不銹鋼汽車的造價可能是普通車的2倍。價格太高。
❽ 不銹鋼結構有什麼特點
不銹鋼(StainlessSteel)是不銹耐酸鋼的簡稱,耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質或具有不銹性的鋼種稱為不銹鋼;而將耐化學腐蝕介質(酸、鹼、鹽等化學浸蝕)腐蝕的鋼種稱為耐酸鋼。
由於兩者在化學成分上的差異而使他們的耐蝕性不同,普通不銹鋼一般不耐化學介質腐蝕,而耐酸鋼則一般均具有不銹性。「不銹鋼」一詞不僅僅是單純指一種不銹鋼,而是表示一百多種工業不銹鋼,所開發的每種不銹鋼都在其特定的應用領域具有良好的性能。成功的關鍵首先是要弄清用途,然後再確定正確的鋼種。和建築構造應用領域有關的鋼種通常只有六種。它們都含有17~22%的鉻,較好的鋼種還含有鎳。添加鉬可進一步改善大氣腐蝕性,特別是耐含氯化物大氣的腐蝕。
不銹鋼指耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質和酸、鹼、鹽等化學浸蝕性介質腐蝕的鋼,又稱不銹耐酸鋼。實際應用中,常將耐弱腐蝕介質腐蝕的鋼稱為不銹鋼,而將耐化學介質腐蝕的鋼稱為耐酸鋼。由於兩者在化學成分上的差異,前者不一定耐化學介質腐蝕,而後者則一般均具有不銹性。不銹鋼的耐蝕性取決於鋼中所含的合金元素。
❾ 不銹鋼分哪幾種各有哪些特點
不銹鋼按金組織不同而分為馬氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、半馬氏體或半鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼和奧氏體-鐵素體不銹鋼幾大類。
1、 馬氏體不銹鋼的主要特點是除含有較多的鉻外,還含有較多的碳,隨著鋼中碳含量的增加,鋼的耐腐蝕性能下降,但它的力學性能,特別是鋼的強度、硬度、耐磨性以及切削性能則有顯著提高,這類鋼具有淬硬性。
2、 鐵素體不銹鋼以鉻為主要合金元素,鉻含量一般在13%~30%,而碳含量很低,均在0.25%以下。鐵素體不銹鋼具有良好的耐氧化性介質腐蝕的能力,同時具有良好的熱加工性及一定的冷加工性。但鐵素體不銹鋼經過淬火不能硬化,並易產生室溫脆性,故使用時必須採取措施提高鐵素體不銹鋼的室溫韌性。
3、 半鐵素體或半馬氏體不銹鋼在淬火溫度下為兩相狀態,冷卻時不能全部轉變為馬氏體,組織中仍保留一部分鐵素體,幫這類鋼叫半鐵體。這類鋼在正確的熱處理條件下,可得到良好的韌性和塑性。這類鋼由於碳含量較低,故耐腐蝕性能較好。
4、 奧氏體不銹鋼鉻的質量分數為18%左右,鎳的質量分數為8%~10%。這類鋼產生穩定的奧氏體組織。奧氏體不銹鋼無磁性,經淬火也能硬化,並且比其他系列的不銹鋼具有更優良的耐腐蝕性、耐熱性及延伸性,以及更優越的可焊性,因而得到了極廣泛的應用。
5、 奧氏體-鐵素體不銹鋼鉻的質量分數為20%左右,並含有一定數量的鎳,以便形成奧氏體組織。這類鋼的優點是,不僅具有良好的耐蝕性、焊接性和相當好的韌性,並且還具有高的機械強度和抗晶間腐蝕的性能。這種鋼的缺點是,鋼的冷熱加工性能較差,特別是當含鐵素體量高時更為明顯。