高铁列车车体用铝合金而不用纯铝的原因

合金与纯金属相比，具有硬度大、熔点低、耐腐蚀性能好等特点．而使用铝合金，除了以上优点外，还有密度小的优势，可以减少动车的能量消耗．因此，高铁列车车体用铝合金材料而不用纯铝的原因是铝合金质轻而坚硬。工业铝型材是高铁产业的重要组成部分，也就是高铁车皮的主要材料。铝型材是高铁实现轻量化最好的材料。铝合金的密度大约是钢材密度的三分之一，而添加一定元素形成的合金具有比钢合金更高的强度。因此在强度刚性满足高铁车厢安全要求的同时，使用铝合金可以大大减轻高铁列车车厢的自重。一般而言，一个高铁车厢使用的铝合金大概有10吨左右，整个车身的重量要比全部使用钢材减轻30%-50%。铝合金具有优良的耐火性和耐电弧性。虽然铝的熔点要低于钢的熔点，但车体的耐火耐电弧性不仅和材料的熔点相关，还与材料的导热性相关。铝合金材料与钢铁相比具有优良的导热性，其散热性比钢要好。铝合金具有更强的耐腐蚀性。铝合金表面易形成一层致密的氧化膜，在大气中具有很好的抗氧能力。因此铝合金比钢质车体具有更好的耐腐蚀性，特别是车体不易涂覆的部位。同时铝合金表面可以化学着色、上漆、喷涂，通过这些方法可进一步提高铝构件的耐腐性。铝合金有着优秀的塑性。随着大型中空、复杂断面铝塑材的开发应用，铝材焊接技术的不断进步，铝合金车辆制造技术日趋成熟铝合金件的易于更换，不需除锈，适用于各种表面处理，便于维护，还可以回收的特点，是制造工艺大大简化，制造所需工作量也较钢质车体大大减少。从长期来看，铝合金价格适中。铝材价格较高，使得车辆制造成本增加，但由于铝合金使得车辆轻量化，车辆的轻量化带来了运能的增加，耗能的减少，维修的费用降低。有资料显示，交通工具的重量每减少10%，燃料可节约8%。在报废回收时，铝型材产品可以实现100%回收，回收铝型材循环再用可以减少95%的能源消耗。基于上述优点，早在20世纪50年代，世界上较发达的一些国家就开始采用铝型材来制造铁路车辆，包括美国、加拿大、日本、俄罗斯、德国和法国等国，目前国内高铁列车车厢已大量使用铝合金材料。业内专家指出，时速300公里以上的高速列车车体必须采用轻量化的铝合金材料，350公里以上的列车车厢除底盘外全部使用铝型材。目前中国铁路客运专线动车组采用的CRHI、CRH2、CRH3、CRH5四种类型中，除CRHI型车体采用的是不锈钢材外，其余3种动车组车体均为铝合金材质。