Giống như trong ngành công nghiệp ô tô, thép và nhôm là những vật liệu chủ đạo được sử dụng trongxây dựng thân tàu, bao gồm các tấm ván bên tàu, mái, tấm sàn và thanh ray nối sàn tàu với thành bên.Nhôm mang lại một số lợi ích cho tàu cao tốc: tương đối nhẹ so với thép, lắp ráp dễ dàng hơn do giảm các bộ phận và chống ăn mòn cao.Mặc dù nhôm có trọng lượng bằng 1/3 thép, nhưng hầu hết các bộ phận bằng nhôm được sử dụng trong ngành vận tải có trọng lượng bằng khoảng một nửa trọng lượng của các bộ phận thép tương ứng do yêu cầu về độ bền.
Các hợp kim nhôm được sử dụng trong toa tàu cao tốc trọng lượng nhẹ (chủ yếu là sê-ri 5xxx và 6xxx, giống như trong ngành ô tô, nhưng cũng có sê-ri 7xxx cho các yêu cầu độ bền cao) có mật độ thấp hơn so với thép (mà không ảnh hưởng đến độ bền), cũng như khả năng định hình tuyệt vời và chống ăn mòn.Các hợp kim phổ biến nhất cho tàu hỏa là 5083-H111, 5059, 5383, 6060 và mới hơn 6082. Ví dụ, tàu Shinkansen tốc độ cao của Nhật Bản chứa chủ yếu là hợp kim 5083 và một số 7075, được sử dụng thường xuyên hơn trong ngành hàng không vũ trụ, trong khi của Đức Transrapid chủ yếu sử dụng tấm 5005 cho các tấm và 6061, 6063 và 6005 cho các máy ép đùn.Hơn nữa, cáp hợp kim nhôm cũng ngày càng được sử dụng nhiều hơn để thay thế cho cáp lõi đồng truyền thống trong hệ thống truyền tải và lắp đặt đường sắt.
Như vậy, lợi thế chính của nhôm so với thép là đảm bảo tiêu thụ năng lượng thấp hơn trong tàu cao tốc và tăng khả năng chịu tải có thể vận chuyển, đặc biệt là trong tàu hàng.Trong các hệ thống đường sắt ngoại ô và vận chuyển nhanh, nơi các đoàn tàu phải dừng nhiều lần, có thể tiết kiệm đáng kể chi phí do cần ít năng lượng hơn để tăng tốc và phanh nếu sử dụng các toa xe bằng nhôm.Các đoàn tàu trọng lượng nhẹ, cùng với các biện pháp tương tự khác có thể giảm tiêu thụ năng lượng tới 60% trong các toa xe mới.
Kết quả cuối cùng là, đối với thế hệ tàu cao tốc mới nhất trong khu vực và tàu cao tốc, nhôm đã thay thế thành công thép làm vật liệu được lựa chọn.Những toa tàu này sử dụng trung bình 5 tấn nhôm trên mỗi toa xe.Vì có liên quan đến một số thành phần thép (chẳng hạn như bánh xe và cơ cấu chịu lực), các toa xe như vậy thường nhẹ hơn một phần ba so với toa xe thép.Nhờ tiết kiệm năng lượng, chi phí sản xuất ban đầu cao hơn đối với toa tàu nhẹ (so với thép) được thu hồi sau khoảng hai năm rưỡi khai thác.Sắp tới, vật liệu sợi carbon sẽ giảm trọng lượng lớn hơn nữa.
Thời gian đăng bài: tháng 4-19-2021