正文 淺談動車組用主要鋁合金材料及其服役性能(2 / 2)

5083合金為Al-Mg係防鏽鋁合金,由於第二相β(Mg2Al3)比較難以析出形核,析出強化效果不明顯,所以不可熱處理強化;並且析出相容易聚集在晶界處並對應力腐蝕比較敏感,不宜進行時效處理。同時其強度比較低,而合金的塑形較好,其耐蝕性和焊接性較好,退火狀態時切削加工性很差,5083合金常用來製造要求中等強度並具有良好耐蝕性的焊接部件。

國外5083材料對應牌號有A5083(JIS),EN AW5083(EN),AlMg4.5Mn/3.3347(DIN),5083(AA)等。

由於5083合金優良的耐蝕性,列車的無塗裝車體曾經大量使用其製造。但由於其擠壓成形性能不如6係鋁合金,所以後來逐漸被6係鋁合金所代替,目前隻有少量部位采用5083合金板材製造。

6××× 係列鋁合金

6係鋁合金屬於Al-Mg-Si係合金。可以通過第二相β’(Mg2Si)進行析出強化,所以為可熱處理強化鋁合金。此係列鋁合金具有優良的擠壓加工性能並且具有較寬的淬火溫度、低淬火敏感性,廣泛應用於製造大型複雜擠壓型材,型材可以通過淬火與人工時效進行強化。其中6N01合金來源於6005合金,兩種合金用於製造高速列車上空心結構車體的各部分。

6005與 6N01大型型材主要通過焊接工藝組裝組成車體結構,但是傳統的焊接工藝方式焊前需要進行複雜的準備與處理工藝,並且容易造成焊接缺陷與較大的焊接殘餘應力和焊接變形。比如熔焊鋁合金車體焊縫中存在氣孔使得接頭的疲勞性能嚴重降低,甚至在焊接組裝過程中形成了熱裂紋導致產品報廢。如今攪拌摩擦焊在鋁合金結構的連接方麵已經發展比較成熟,由於其無焊接殘餘應力,不需要焊前打磨和開坡口,不會產生氣孔與焊接裂紋所以具有非常大的發展潛力。

7××× 係列鋁合金

7係鋁合金屬於Al-Zn-Mg合金. 目前常溫服役強度最高的鋁合金係列,其可以通過η(MgZn2)沉澱相進行強化,所以屬於可熱處理強化合金。常用語製造承受較大載荷的結構部件,如梁、框架和杆等。

由於 7N01合金良好的溫成形性能,較寬的淬火溫度範圍以及良好的可焊性所以7N01S-T5常用語製造梁和各種框架。但由於其具有應力腐蝕敏感性,特別是焊接結構的焊縫處,應當特別注意應力腐蝕開裂的傾向。

綜述:

鋁材具有明顯的減重效果、節能效果和環保效果,有助於提高交通運輸工具行駛的平衡性、舒適性和安全性,是實現交通運輸業輕量化、現代化、高速化的最理想的關鍵材料。隨著高速列車對服役性能以及可靠性要求的提高,新型鋁合金材料一方麵將朝著高性能方向發展,比如:高強度、高韌性和抗應力腐蝕性能;另一方麵,將朝著具有良好的加工工藝性能方向發展,比如:優異的可焊性、優良成形性以及成形精度等方麵。

鋁材在軌道車輛上的應用範圍和比例日增,全鋁化的現代交通運輸工具大量湧現。交通運輸業已成為鋁材的第一大用戶,鋁材的高速發展和廣泛應用將逐漸替代鋼鐵成為交通運輸業的基礎材料。