從材料的特性來分析,比較一下鋁合金和鋼材的密度和強度,我們就知道鋁合金實在是高鐵車廂的最佳搭檔。鋁合金的密度大概是鋼材密度的三分之一,所以體積相同的話鋁合金的重量是鋼材重量的三分之一。
以高鐵為例,據中國有色金屬工業協會鋁業分會副主任郎大展介紹,由于材料的特性與焊接方式的現代化,時速公里以上的高速列車必須使用鋁合金材質,350公里以上的列車車廂除底盤外全部使用鋁型材。一個高鐵車廂使用的鋁合金大概有10噸左右,這樣整個車廂的重量要比全部使用鋼材減少一半以上。高鐵車廂大量使用鋁合金材質,能有效地減少列車的重量,產生更大的牽引力,從而提高速度,并且能節能減排,實現一舉多得。
在強度方面,純鋁的強度很低,但是添加一定元素形成的合金具有較高的強度,其“比強度”(強度與比重的比值)勝過很多合金鋼,成為理想的結構材料。高強度的鋁合金抗拉強度大于480兆帕,完全能符合高鐵列車車廂的強度標準。同時鋁合金的塑性好,可加工成各種型材,具有優良的導電性、導熱性和抗蝕性,工業上廣泛使用。
鋁合金有多種類別,其中用于高鐵車廂的多是6000系列鋁合金,其合金是鎂和硅兩種元素,是一種鋁鎂硅合金。
由于工業鋁型材具有質量輕、成型優、強度高、耐腐蝕、壽命長、可再生、少污染、維護費低等多種優點,在眾多材料中脫穎而出,已經成為了高鐵的最愛。鋁合金材料在車廂上的大規模使用使得高鐵列車大大減輕了重量,為列車的高速行駛做出了重要貢獻。