❶ 城轨车辆车体常用材料有哪些 对比一下这些材料的性能特点
现在车辆上一般多采用铝合金车体,大断面挤压中空铝型材,质量轻。 还有采用不锈钢车体的,碳素钢车体现在一般不采用。 现在我国的铝合金车体制造工艺,已经达到了国际水平。
❷ 不锈钢的特点
不锈钢的耐蚀性随含碳量的增加而降低,因此,大多数不锈钢的含碳量均较低,最大不超过1.2%,有些钢的Wc(含碳量)甚至低于0.03%(如00Cr12)。不锈钢中的主要合金元素是Cr(铬),只有当Cr含量达到一定值时,钢才有耐蚀性。因此,不锈钢一般Cr(铬)含量至少为10.5%。不锈钢中还含有Ni、Ti、Mn、N、Nb、Mo、Si、Cu等元素。
不锈钢常按组织状态分为:马氏体钢、铁素体钢、奥氏体钢、奥氏体-铁素体(双相)不锈钢及沉淀硬化不锈钢等。另外,可按成分分为:铬不锈钢、铬镍不锈钢和铬锰氮不锈钢等。
1、铁素体不锈钢:含铬12%~30%。其耐蚀性、韧性和可焊性随含铬量的增加而提高,耐氯化物应力腐蚀性能优于其他种类不锈钢。属于这一类的有Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25,Cr25Mo3Ti、Cr28等。铁素体不锈钢因为含铬量高,耐腐蚀性能与抗氧化性能均比较好,但机械性能与工艺性能较差,多用于受力不大的耐酸结构及作抗氧化钢使用。这类钢能抵抗大气、硝酸及盐水溶液的腐蚀,并具有高温抗氧化性能好、热膨胀系数小等特点,用于硝酸及食品工厂设备,也可制作在高温下工作的零件,如燃气轮机零件等。
2、奥氏体不锈钢:含铬大于18%,还含有 8%左右的镍及少量钼、钛、氮等元素。综合性能好,可耐多种介质腐蚀。奥氏体不锈钢的常用牌号有1Cr18Ni9、0Cr19Ni9等。0Cr19Ni9钢的Wc<0.08%,钢号中标记为“0”。这类钢中含有大量的Ni和Cr,使钢在室温下呈奥氏体状态。这类钢具有良好的塑性、韧性、焊接性、耐蚀性能和无磁性,在氧化性和还原性介质中耐蚀性均较好,用来制作耐酸设备,如耐蚀容器及设备衬里、输送管道、耐硝酸的设备零件等,另外还可用作不锈钢钟表饰品的主体材料。奥氏体不锈钢一般采用固溶处理,即将钢加热至1050~1150℃,然后水冷或风冷,以获得单相奥氏体组织。
3、奥氏体 - 铁素体双相不锈钢:兼有奥氏体和铁素体不锈钢的优点,并具有超塑性。奥氏体和铁素体组织各约占一半的不锈钢。在含C较低的情况下,Cr含量在18%~28%,Ni含量在3%~10%。有些钢还含有Mo、Cu、Si、Nb、Ti,N等合金元素。该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点,与铁素体相比,塑性、韧性更高,无室温脆性,耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高,同时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及导热系数高,具有超塑性等特点。与奥氏体不锈钢相比,强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能,也是一种节镍不锈钢。
4、马氏体不锈钢:强度高,但塑性和可焊性较差。马氏体不锈钢的常用牌号有1Cr13、3Cr13等,因含碳较高,故具有较高的强度、硬度和耐磨性,但耐蚀性稍差,用于力学性能要求较高、耐蚀性能要求一般的一些零件上,如弹簧、汽轮机叶片、水压机阀等。这类钢是在淬火、回火处理后使用的。
5、沉淀硬化不锈钢:基体为奥氏体或马氏体组织,沉淀硬化不锈钢的常用牌号有04Cr13Ni8Mo2Al等。其能通过沉淀硬化(又称时效硬化)处理使其硬(强)化的不锈钢。
❸ 耐候钢、不锈钢和铝合金客车车体结构各有何特点
性价比:耐候钢最高
使用年限:不锈钢最好
使用环境:铝合金最好
所以不知道你到底追求的是什么,如果可以具体的,我很愿意回答你的问题
❹ 不锈钢的特性
锈钢的耐蚀性随含碳量的增加而降低,因此,大多数不锈钢的含碳量均回较低,最大不超过1.2%,有答些钢的Wc(含碳量)甚至低于0.03%(如00Cr12)。不锈钢中的主要合金元素是Cr(铬),只有当Cr含量达到一定值时,钢才有耐蚀性。因此,不锈钢一般Cr(铬)含量至少为10.5%。不锈钢中还含有Ni、Ti、Mn、N、Nb、Mo、Si、Cu等元素。
❺ 不锈钢有什么特性
不锈钢的特性:
不锈钢最大的特性是耐腐蚀!
不锈钢的第二大特性是耐高温和耐专低温!属
不锈钢是一种不太严格的叫法,
实际上是高合金钢的一种(特耐腐蚀的那种)
不锈钢的最大特点是合金元素含量比较高,超过10%,有的甚至超过50%,
根据常温组织的不同分为奥氏体型、奥氏体-铁素体双相型、铁素体型、马氏体型、沉淀硬化型五类。对于奥氏体型又可以根据含碳量的不同分为高碳型(0.04%~0.12%),低碳型(≤0.08%)和超低碳型(≤0.03%)三种;奥氏体不锈钢由于其优良的性能在工程中应用尤为重要,其特点是耐腐蚀,耐高温、耐低温、同时可以做到较高强度,根据GB1220标准共给出了33种奥氏体不锈钢的材料牌号,常用牌号有0Cr18Ni9(304)、00Cr19Ni10(304L)、0Cr17Ni12Mo2(316)、0Cr17Ni14Mo2(316L)、OCr18Ni10Ti(321)等;根据成分的不同,性能各不相同,甚至相差很大,从而应用场合也不一样。
❻ 分析不锈钢和铝合金客车车体结构各有何特点
车体是车辆结构的主体。车体的强度和刚度关系到车辆运行的安全可靠性和舒适性;车体的防腐耐腐能力、表面保护和装饰方法,关系到车辆的外观、寿命和检修制度;车体的重量关系到能耗、加减速度、载客能力乃至列车编组形式(拖动比)。所有这些都直接影响到运营质量和经济效益。
由于铁路车辆车体长期处在激烈振动、外部气候条件和乘客量大且不稳定等条件下,其总体结构形式、性能和技术经济指标主要取决于车体材料。在设计铁路车辆车体时,对车体构件和内部装饰所用材料的基本要求为:应具有构件所要求的高强度和刚性,重量轻、耐老化、耐污染、耐磨耗和耐光照等特性,适合于环境的改进(隔热、隔音性能提高、较好的采光性),适合于提高舒适度(减振等)。目前,城市轨道交通车体结构使用的材料主要为车辆专用经济型不锈钢和铝合金。下面就从机械性能、重量、工艺等方面,对不锈钢车体和铝合金车体进行分析比较。
不锈钢车体成熟安全
不锈钢的两个主要优点使其适用于客车车体材料:第一,具有优良的耐蚀防锈性,使车体外板省去涂装的工序,并且可以大幅节约维修费用。第二,与普钢相比,无须考虑耐蚀防腐层,因此可以将板厚减薄,有利于车体轻量化,以节约能源、减少废气排放。目前常用的车体不锈钢通常有两种:奥氏体系不锈钢的SUS304和SUS301L。
在日本,从1958年就开始在部分客车的外板上采用SUS304不锈钢以防腐蚀,但未在其他部件上使用,因此轻量化效果不明显。而美国的帕德公司早在1934年就生产出不锈钢车辆,实现了轻量化,并于1962年末实现了车辆完全不锈钢化,使车体重量比当时普通钢制车体减轻了2吨。以1974年石油危机为契机,节能的要求使车辆更加轻量化,最终开发出高强度下焊接性、加工性更好的不锈钢,并改进了焊接方法。到1978年,车体用不锈钢已实现实用化,车辆基本上全部采用了SUS304不锈钢,车重在此减轻了1吨~1.5吨。
其后,由于日本山手线采用了这一新型车辆,使其生产飞跃发展并为社会所认知。现在运行的车辆,是在1990年进一步改善后的设计,实现了轻量化并减少了部件数和焊接点数。由于全不锈钢制车辆的重量比铝制车辆还轻,已经被减速、增速次数多的班车和近郊交通用节能型车辆广泛使用,现在占国营铁路线上的60%。
该车辆所用不锈钢要求具有优良的耐蚀性、高强度、适于冲压弯曲的高加工性和作为结构部件组装所需的优良焊接性,能满足上述要求的为奥氏体系不锈钢,如SUS304和SUS301L系钢种。SUS304的含碳量按JIS标准为小于等于0.15%,实际上多在0.08%以下,主要是由于车辆组装时焊接热影响区易产生Cr碳化物的晶界腐蚀裂纹。之后,为了抑制Cr碳化物的析出,又开发出将碳含量降至0.03%以下的SUS301L系奥氏体不锈钢。现在不锈钢车辆已基本应用了此钢种。
新型不锈钢车采用超低碳([C]<0.03%)的SUS301L车辆专用经济型不锈钢。SUS301L可通过冷轧调整其强度和延性水平,且根据压延率的不同分成LT、DLT、ST、MT、HT5个强度级。冷轧率为2%的LT材做横梁、冷却率为6%的DLT材做腰板,ST材做屋顶重木,MT材做床板,HT材做侧柱。同时,上述性能还受化学成分影响,因此,在精炼时应该调整成分波动到较小的范围。
车辆用材多用焊接组合,故热影响区的耐蚀性甚为重要。在SUS301L开发中进行认真研讨后发现:化学成分对晶界腐蚀性的影响中,N、Ni的影响较少,而基本上决定于碳含量,故将SUS301L的碳含量降低到0.03%以下而确保其耐蚀性。
焊接部分的强度也是另一个重要因素。原来有研究人士曾担心为保证SUS301L焊接部位耐腐蚀性将碳含量降至0.03%后会影响其强度,后通过加入N元素使这一问题得以解决,保证了较好的强度。
除铁道客车外,近日,以中国为首的新兴国家开始在运煤货车上应用不锈钢。由于煤炭中含S元素较多,故开发成功耐硫酸腐蚀性优良的不锈钢并开始应用,其成分为低C、N含量的11Cr-18Mn-0.75Ni-Ti。
铝合金材轻量化新方向
铝合金材应用受关注。当前,日本新干线的旅客快速增加,铁路高速化的实现使人们再次考虑车体轻量化的问题。据计算,车体若减轻10%的重量,则可节约6%的能源、减排6%的CO2。而车辆结构轻量化的方法有三种:①结构方式的变更,②适用材料的材质变更(由钢制改为铝合金制),③内装品组成的变更。对于新干线的车辆,除骨干、台框等部件采用高强度钢之外,外板也采用了高强度钢板,并改进了两者的接合度,从而实现了较好的轻量化。
为进一步轻量化,日本经研究后决定采用铝合金挤出材将骨干件和外板连接在一起的方式代替钢制品。由于同一强度下铝合金材料更轻,且挤出材大部分不需要骨干材和外板材的接合,因此有利于节约部件组装的施工费用。
铝制车体的开发和设计中须注意以下问题:一是焊接结构用铝合金的开发技术(A6N01合金、A7N01合金)、抗应力腐蚀(SCC)性7000系合金的开发;二是挤出型材的生产技术,如薄壁化、宽幅化和中空化技术的开发;三是铝合金结合技术(MIG焊接、摩擦搅拌接合)、适合焊接的挤出断面和提高尺寸精度。
新干线有两种车体结构,300系新干线的车体结构为纵向总体构成的屋顶材、侧外板和车底板结构,由纵跨车辆全长(24.5米)的(长度、薄壁、宽幅)整体挤出型材所组成的结构(以下简称单体结构),其中最大的部件宽达600毫米。横梁采用A7N01-T5材(7000系合金),因为此种合金强度高且焊接热影响部分的强度降低较小。
7000系新干线的车体结构为纵向总体结构构成的屋顶和侧外板结构,由纵跨车辆全长的A6N01-T合金(长度、薄壁、宽幅)中空的挤出型材(宽560毫米)所组成。在各个纵通材的接头部位,和300系一样,为补充焊接产生的强度降低而对接头部分局部增厚,以确保其强度。纵通材的端部均呈桶状的复合结构,由此代替了车辆周边的其他部件,而成为紧凑型结构。此种复合结构同样适用于700系新干线,该结构由于隔音性的问题尚未完全解决,还在改进中。
大型薄壁中空挤出材的应用和车辆四周方向部件被简化由此产生的车辆部件减少和接合线的简化有效促进了自动化,同时由于部件插入组合亦大大简化了施工作业。
铝合金材制造技术。Al-Zn-Mg系(7000系)合金焊接部的强度虽在焊接热影响下有所下降,但具有在常温放置后强度恢复的特点。铝合金制车辆是以MIG接合为主体的焊接结构,在要求高强度的部件上仍能充分发挥上述特点而使7000系合金的成为主要用材。7000系合金比6000系(Al-Mg-Si)合金的抗腐蚀性差,对此,在其中加入适量Cu并对生产工艺适当调控的新合金(C250)已开发成功,并在300系和700系新干线的部件中大量利用。
挤出技术。300系新干线已对幅宽600毫米的挤出型材应用,且将壁厚由原极限的4毫米减至2.3毫米。700系新干线对中空型材的宽幅薄壁要求日益提高,壁厚已由300系总体挤出型材的2.3毫米减薄至中空挤出型材的2毫米。为实现挤出速度的最大化,对挤出坯的加热温度和挤出速度的最佳化进行专题研究后,终于实现了等温、形变下的薄壁中空型材的高效生产。
挤出模具的设计技术。为确定中空挤出型材的薄壁化技术,除等温形变挤出技术外,还须对挤出用模具的设计进行改进。例如:流量配分等新模具的开发、新模具的组合等,以达到对模具的设计、制造、使用和改进整个流程的目的,并提高挤出材的尺寸精度。
不锈钢VS铝合金
对比可知,不锈钢车体的机械性能和防火性能强于铝合金车体,熔点高于铝合金车体,因此不锈钢车体具有更好的安全性。铝合金车体的屈服强度、抗拉强度、延伸率和弹性模量约为不锈钢车体的1/3,且比不锈钢车体的刚度要小,因此铝合金车体设计时一般采用加大板厚和尽量加大车体端面的办法来提高车体的抗弯刚度。
不锈钢车体采用板梁组合整体承载全焊结构,为了不降低板材强度和减小变形,应尽量采用点焊,特别是强度更高的材料不允许任何形式的弧焊,采用接触焊代替弧焊,是不锈钢车体的又一特征和技术关键。
在价格方面,SUS304不锈钢和6000系铝合金的原材料单价相差无几,但不锈钢车体是板梁结构,需大量工装、模具、夹具、样板和中间检查手段,生产工艺极其复杂,费工费料。铝合金车体普遍采用大型桁架式中空型材组焊式,中空铝型材是制造厂一次轧制而成的,车辆制造厂只需下料、拼装、氩弧焊接,工艺简单,省工省料。因此,成品价格还是不锈钢车体的偏高。
不同材料车体的抗腐蚀能力对于车体的使用寿命起到重要作用。不锈钢的抗腐蚀性能相较于铝合金的优势比较明显。防火性上,不锈钢熔点在1400℃以上,而铝合金只有630℃~650℃,且到300℃以上就发软变形,因此不锈钢车体的防火性能也远优于铝合金车体。从以上方面考虑,不锈钢车体的使用寿命长于铝合金车体。
为适应全球节能减排的发展,铁道运轨在加速发展的同时,利用铝材的车体轻量化也很重要,应当受到重视。但同时,在车体材料选择时,还应该综合考虑安全性、车辆寿命和成形性能等多方面因素,努力做到经济、安全和优质高效。
❼ 简述不锈钢车体的优缺点
汽车的使用条复件复杂并不会因为不制锈钢的“耐腐蚀性”好,就直接用在车上面了。而且,目前的汽车防锈工艺已经完全能够满足需求了,不锈钢的性能对于汽车来说,是有点过剩的。
现在的汽车使用的钢板叫做“镀锌钢板”,镀锌的目的就是防腐蚀。它的寿命已经是普通钢板的几倍,甚至是十几倍了。
一辆不锈钢汽车的造价可能是普通车的2倍。价格太高。
❽ 不锈钢结构有什么特点
不锈钢(StainlessSteel)是不锈耐酸钢的简称,耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质或具有不锈性的钢种称为不锈钢;而将耐化学腐蚀介质(酸、碱、盐等化学浸蚀)腐蚀的钢种称为耐酸钢。
由于两者在化学成分上的差异而使他们的耐蚀性不同,普通不锈钢一般不耐化学介质腐蚀,而耐酸钢则一般均具有不锈性。“不锈钢”一词不仅仅是单纯指一种不锈钢,而是表示一百多种工业不锈钢,所开发的每种不锈钢都在其特定的应用领域具有良好的性能。成功的关键首先是要弄清用途,然后再确定正确的钢种。和建筑构造应用领域有关的钢种通常只有六种。它们都含有17~22%的铬,较好的钢种还含有镍。添加钼可进一步改善大气腐蚀性,特别是耐含氯化物大气的腐蚀。
不锈钢指耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢,又称不锈耐酸钢。实际应用中,常将耐弱腐蚀介质腐蚀的钢称为不锈钢,而将耐化学介质腐蚀的钢称为耐酸钢。由于两者在化学成分上的差异,前者不一定耐化学介质腐蚀,而后者则一般均具有不锈性。不锈钢的耐蚀性取决于钢中所含的合金元素。
❾ 不锈钢分哪几种各有哪些特点
不锈钢按金组织不同而分为马氏体不锈钢、铁素体不锈钢、半马氏体或半铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢和奥氏体-铁素体不锈钢几大类。
1、 马氏体不锈钢的主要特点是除含有较多的铬外,还含有较多的碳,随着钢中碳含量的增加,钢的耐腐蚀性能下降,但它的力学性能,特别是钢的强度、硬度、耐磨性以及切削性能则有显著提高,这类钢具有淬硬性。
2、 铁素体不锈钢以铬为主要合金元素,铬含量一般在13%~30%,而碳含量很低,均在0.25%以下。铁素体不锈钢具有良好的耐氧化性介质腐蚀的能力,同时具有良好的热加工性及一定的冷加工性。但铁素体不锈钢经过淬火不能硬化,并易产生室温脆性,故使用时必须采取措施提高铁素体不锈钢的室温韧性。
3、 半铁素体或半马氏体不锈钢在淬火温度下为两相状态,冷却时不能全部转变为马氏体,组织中仍保留一部分铁素体,帮这类钢叫半铁体。这类钢在正确的热处理条件下,可得到良好的韧性和塑性。这类钢由于碳含量较低,故耐腐蚀性能较好。
4、 奥氏体不锈钢铬的质量分数为18%左右,镍的质量分数为8%~10%。这类钢产生稳定的奥氏体组织。奥氏体不锈钢无磁性,经淬火也能硬化,并且比其他系列的不锈钢具有更优良的耐腐蚀性、耐热性及延伸性,以及更优越的可焊性,因而得到了极广泛的应用。
5、 奥氏体-铁素体不锈钢铬的质量分数为20%左右,并含有一定数量的镍,以便形成奥氏体组织。这类钢的优点是,不仅具有良好的耐蚀性、焊接性和相当好的韧性,并且还具有高的机械强度和抗晶间腐蚀的性能。这种钢的缺点是,钢的冷热加工性能较差,特别是当含铁素体量高时更为明显。