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世界轨道交通资讯网

2007年第03期

2007-04-16 来源:世界轨道交通资讯网 作者:本站编辑 浏览次数:
本文摘要:中国铁道学会、世界轨道交通发展研究会和《世界轨道交通》杂志于2月2日在北京举办了“中国铁路客运专线用金属材料新技术的发展”专题研讨会。研讨会上,十几位与会专家就相关问题展开了深入交流与相关探讨,中国铁道学会副秘书长王国维先生主持了本次会议。

  林吉忠(铁道部科学研究院金属及化学研究所研究员):材料是工程建设的基础,只有选用合适的材料才能保证工程的质量。工程结构的设计是相对稳定的,而材料的发展却是日新月异,先进的工程设计一定要选配先进的材料,才能创造优质的工程。检查工程质量首先从检查材料的性能开始,分析工程时效的原因,也要先从检查材料优劣开始,材料是任何工程建设的源头,所以重视材料科学研究非常重要。因此,我建议政府有关部门进行工程招标时,一定要配备材料科学专家的参与,才能保证工程的质量。譬如,我国车轴半个世纪以来,经常发生车轴的断裂,长期以来却没有得到有效解决。后来仅仅改变了材料的成分和工艺,就取得了非常明显的效果。改变材料的成分和工艺,就能在工程建设上取得明显的经济效益和社会效益。我们铁路系统的科学技术人员呼吁有关领导,一定要重视材料科学的发展和应用。不断学习新材料、新工艺,以进一步提高我们的技术水平,为铁路事业的发展做出更大的贡献。

  杨松柏(铁道部科学研究院金属化学研究所研究员):铁道车辆包括有客车(机车)、货车等,其车体材料主要是钢材,从1990年开始新造客、货车的车体已全部采用耐大气腐蚀钢(又称耐候钢)。根据近期对货车的腐蚀、磨损情况调查,现用耐候钢材料的腐蚀仍然比较严重,从8年的第1个厂修开始部分车体已有截换,第2个厂修时(16年)约80%以上的敞车车体需要进行挖补。由于货车提速、重载的要求,去年开始新造铁路货车的载重量已由原60t提高到70t,而钢板的厚度又有所下降。因此车体钢板的强度由原要求的345MPa提高到400MPa,但其耐腐蚀性相当,这样造成了事实上的车体钢板的腐蚀余量大为减少。因此从2004年开始,耐腐蚀性更好的结构材料——铁素体不锈钢(TCS)开始用于铁路货车。这种材料的Cr|、Ni含量均大大低于常用的奥氏体不锈钢,虽然耐腐蚀性比之有所降低,但仍明显优于耐大气腐蚀钢。从最早采用这种材料的大秦线专用运煤敞车C80B的运行状况看,耐腐蚀性非常好,但存在焊缝开裂的问题。造成这个问题的原因与材料自身性能、焊接工艺和质量、车体结构设计等都有关。目前有关单位已开始采用这种材料试制通用敞车C70B,对各相关方面的因素都进行了改进,特别是车体结构和焊接工艺。

  耐大气腐蚀钢在提速车上的用途实际上还有很多,如提速客车的焊接转向架和工务方面的金具、铁塔等。桥梁用耐大气腐蚀钢在国外被广泛采用,但在我国还基本上属于空白。京沪客运专线大胜关长江大桥采用了WNQ570(Q420qE)桥梁钢,从耐腐蚀性的角度上看耐大气腐蚀钢可能会更好。

  铝合金被广泛用于动车组的制造,从变形的角度考虑若能采用搅拌摩擦焊可能会使整车墙板的平整度进一步提高。泡沫铝是另一种新型多孔结构材料,其密度可以做到0.3g/cm3~0.5 g/cm3,具有优良的隔音、降噪性能和良好的强度,在阻燃、环保性能等方面具备很多优势。应用于客运专线、公路的隔音屏将能够改善隔音效果,并大大降低重量,进而可以减少桥梁自重。这种材料也可用于车厢地板、间壁板等。

  张进德(中国铁道学会车辆委员会副秘书长): 高速列车是客运专线的核心,如果说客运专线与传统铁路的主要区别在于它的系统性,高速列车与传统铁路列车的区别和主要特点也在于它自身的系统性,以及作为客运专线的一个子系统,与其他子系统的密切联系、相互影响。如果说客运专线是现代高新技术的综合集成,高速列车则是包括机械、电子、材料、计算机、控制及航空等现代技术的集中体现。由于速度的提高,高速列车的设计与开发中会遇到传统列车不曾有过的技术问题。

  针对高速列车所面临的新的技术问题,在设计高速列车中必须相应地解决一系列关键技术,如具有新结构和参数的高速转向架;包括动力制动、空气制动、电磁涡流制动、制动防滑器和控制系统综合作用的复合制动系统;列车结构及材料的轻量化技术;以交—直—交变流技术为核心的大功率电力传动与驱动技术;列车外形设计与车厢密封技术;车内环境控制及卫生排污技术以及列车信息传输、列车维修技术等。

  目前世界上拥有自主开发并已成功运用高速列车的国家并不算多,但它们却有着许多共同之处,即在列车各部件上大力应用新技术、新材料方面便有所体现,就是根据本国的运用条件和传统经验,特别是在转向架结构、列车动力配置及构成形式、电传动及控制技术等方面也都有着各自的特点。所以我国铁路客运专线用快速列车在新材料应用与开发方面,有着更多的优势。

  王荣景(中国铁道学会工务委员会秘书长):铁路客运专线建设的如火如荼,给铁路用钢带来了巨大的市场空间,随着中国铁路客运专线用钢新技术的发展,我国对高技术含量钢的进口将成为历史。因为很多钢铁企业都意识到了大力发展低成本高性能钢铁材料取代传统钢铁材料,减少钢铁消耗,提高产品竞争力是未来企业发展的方向。近些年我国钢材产业发展迅猛,客运专线用钢轨技术比以前有了显著提高,并且对外也有出口业务。这些都足以说明,我国铁路客运专线用钢技术的发展已经步入了新的发展阶段。

  俞播(中国铁道学会材料工艺委员会秘书长):我国是全球最大的钢材生产和消费国,如何经济有效地提高钢材的强度,减少钢材用量,业已成为我国钢铁工业面临的重大战略课题。研究表明,采用钒氮合金作为添加剂炼钢,可以使钢材用户节约百分之十五左右的钢材用量,并且具有明显的成本优势。但是,钒氮合金技术含量高、生产难度大,20多年过去了,能做到商业化生产钒氮合金的厂家只有美国一家公司,而且独家垄断了产业化技术。1998年4月,国际著名微合金钢专家、有“钒钢之父”美称的考琴斯基代表美国钒公司,首次来中国推销钒氮合金。然而,自主开发钒氮合金,实现产业化生产,是将钒资源优势转化为市场优势,这关系到了民族钒产业安全的重大课题。为此,攀钢成立了钒氮合金研发小组。从1997年开始,课题组历经数年多阶段小试、中试、半工业试验、工业试验,不断改进完善,攻克了一系列技术难关,终于在2001年完成了钒氮合金自主知识产权的开发并成功实现产业化生产。

  李海燕(铁道部科学研究院金属化学研究所副研究员):以前,高速道岔技术也为西方发达国家垄断。近日,国内首组拥有完全自主知识产权的客运专线道岔也已经研制成功,并在我国遂宁铁路线上运行。这组道岔为时速250km的客运专线铁路而设计,突破了100多个技术难点。此外,铁路客运专线用弹簧的领域,其潜在市场也十分巨大。随着我国客运专线规划的实施,车辆减震系统面临升级换代,铁路线要安装新型减震降噪元件,都会给弹簧行业带来巨大的商机。目前已有企业被列为铁道部高速列车弹簧定点单位,也有一些单位在研制橡胶——金属复合弹簧,用于客运专线轨道的减震降噪。这些新技术、新材料的成功应用都表明了我国铁路用金属方面所取得的新进展。

  综上所述可以看出,中国铁路客运专线的建设与发展都离不开高新技术做支撑,无论基础工程、机车车辆等方面均是如此。诚然,快速铁路的发展给金属材料带来了庞大的增长空间,而对于铁路客运专线用金属材料便自然提出了更高的技术要求,这也必将促进我国铁路用基础性金属材料新技术产业的腾飞。
 

林吉忠

杨松柏

张进德

王荣景

俞播

李海燕


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