高速列车选材用不锈钢还是铝合金
2003-01-20 00:00 来源： 我的钢铁
去年年底，用国产特种铝型材组装、在长春客车制造厂下线的５列高速列车，经测试各项技术指标均达到使用要求，即将投入使用。此时，记者听到了不同的反响：有人对使用铝型材持肯定态度，反方观点则坚持使用不锈钢。为了搞清这个问题，记者采访了对此项目进行过研讨、并特为此带团出国考察过的中国有色金属加工工业协会常务副理事长兼秘书长萧今声、做了大量国内外调研的中国钢铁工业协会不锈钢分会会长李成和中国铁道科学研究院研究开发中心的习年生同志。
铝合金、不锈钢哪个作为车厢用材好
萧今声明确表态：对于高速列车问题，目前国内外的意见基本趋于一致，认为还是铝合金的最好，其发展前景广阔。我国早在１９９４年中国有色金属工业总公司和铁道部就围绕“未来京沪高速铁路列车车厢用什么材料”的问题开始了探讨，因为科研要走在前面，具有前瞻性。是用钢的、不锈钢的，还是用铝型材的？当时我国还不能生产列车车厢用的难度很大的大型铝型材，对什么时候能生产也很茫然，因此专家对到底用什么材料有争议，结果认为不锈钢的可考虑，但铝型材是发展方向。
为了进一步弄清楚列车车厢用什么材料好，以及生产大型铝型材所需要的设备和它的质量要求是什么，１９９６年有色总公司专门组织了科技考察团，专门考察了世界铝型材车厢做得最好的日本、法国和德国，从考察中认识到：只要有７０００吨以上的挤压机就能研制出高速列车用的大型铝型材。大家还参观了德国列车生产厂，现场列车有不锈钢的，有铝型材的，德方的结论是：铝型材的高速列车优于不锈钢的。
中国钢铁工业协会不锈钢分会的李成会长态度明朗：对于高速列车、地铁列车、城乡轻轨以及以后的磁悬浮列车用材其发展趋向还是用不锈钢，从总体上看不锈钢的优于铝合金。正因为这样，天津轻轨列车在长春客车厂定的一批列车全部采用不锈钢。日本新干线用列车也全部用不锈钢的。
从日本车厢用材的发展看，合金钢的、铝合金的和不锈钢的他们都用过，而且铝合金的用量不少，但目前还是转向了不锈钢。现在日本不锈钢材质的列车已经超过了铝合金的，已占到列车总数的６０%以上。目前，日本、美国、澳大利亚和瑞典都趋向采用不锈钢。
铝合金、不锈钢各自的优势
萧今声：一是铝型材的分量轻。铝的比重是２．７，铝合金的比重是２．８，而不锈钢的比重是７．８～８之间。因不锈钢比强度略优于铝合金，所以铝合金板材的厚度要略高于不锈钢的，但从总体重量来看，铝合金还是要比不锈钢轻得多。据长春客车厂反映，要轻１/３左右。二是铝型材在生产制造工艺上具有优越性。因铝型材不易变形，因此铝型材列车生产工艺采取组装式的，而不锈钢的只能采取铆焊工艺，明显前者优于后者。三是从１０年使用实践看，德方认为无论从车重、耐蚀性上还是从维修的角度看，都是铝合金的好。我国第一个准高速铁路深广线从法国引进６列铝合金列车，反应不错。
日前即将投入使用的５列铝合金列车，就是用西南铝业（集团）有限责任公司生产的特种铝型材组装的。据生产厂家长春客车厂反映效果不错，外观也很漂亮。这标志着我国在高速列车、地铁车厢的生产实现国产化的道路上迈出了坚实的步伐，使我国彻底结束了大规格铝合金特种型材依赖进口的历史，填补了国内一项空白。
我们从国外考察回来，国内就加大了列车用铝型材的研发力度。西南铝业（集团）有限责任公司瞄准市场发展空间大、我国全部依赖进口的大规格铝及铝合金的生产，以科技创新为动力，向技术改革要效益。他们以“在改造中求发展，在改革中求振兴，在不断完善自我中做优做强”为总体发展思路，在实施技改过程中，坚持“引进、消化、开发、创新”的方针，稳步推进技改项目水平的提升，使厂里２０世纪六七十年代的老设备焕发出青春活力。
西南铝是我国地铁、高速列车等车辆用铝合金特种型材国产化生产的定点企业，在率先研制成功地铁、高速列车等铝合金特种型材填补国内空白的基础上，为改变特种大型铝型材长期依赖进口的被动局面，朝着地铁型材实现批量生产的目标，自筹资金上亿元，充分利用现有条件和设备，以盘活资产的方式进行技术改造和研制攻关，大大减少了资金的投入。他们充分发挥自身技术、人才和设备优势，对我国２０世纪６０年代自行设计制造的８０００吨卧式挤压机进行了有组织、有计划、有针对性的大胆现代化配套技术改造和攻关，装备了快速换模系统、精密成品锯床、多功能辊矫机等先进设备，使挤压机整体实现了自给油压传动和ＰＬＣ系统自动控制，挤压功能齐全，达到生产要求，具备了批量生产地铁车辆用铝合金特种型材的能力。他们通过组织精干技术力量边生产、边摸索、边研究、边攻关，使他们在没有现成技术的情况下，攻克了扁挤压筒及扁锭挤压等关键技术;在不掌握成熟生产工艺的情况下，摸索并掌握了较成熟的大型铝材挤压、热处理等核心生产工艺，为大批量生产车辆用大型铝合金特种型材奠定了坚实的基础。
国家对新建地铁的基本要求是：地铁国产化率要达到７０%以上。而作为地铁国产化关键的车辆用铝合金特种型材，要求有良好的力学、焊接和抗腐蚀性能，以及要求严格的断面形状和尺寸公差，生产难度极大，特别是批量生产难度更大。目前，世界上只有日本、德国等少数发达国家掌握了此项技术并能批量生产。过去我国因未掌握核心技术而不能实现批量生产，成为制约地铁、高速列车国产化发展的瓶颈，每年都要花巨额外汇从国外进口。西南铝建成地铁、高速列车等车厢用铝合金特种型材生产线，它是目前国内惟一能批量生产地铁车辆用大型铝合金特种型材的企业，每年可为国家提供急需的２０多个品种的特种型材，产品质量达到国外同类产品水平。另外，山东丛林集团、吉林美达斯也具备了生产大型铝型材的条件，他们与西南铝一起共同为民族工业赢得尊严，使我国地铁国产化率达到７０%成为现实，为振兴民族工业做出了贡献。
李成：不锈钢的优势主要有三个方面：第一，不锈钢的比强度高，比铝要高５倍，因此用量要比铝金少得多，分量比合金钢轻很多，也不比铝合金沉多少。这样可以节省能量多装人，美国做过实验，同样大小列车，过去可乘２００人，现在可乘３００人。第二，吸收冲击能的能力很大，这是保证安全的关键因素，特别是轨道高速化以后，这个因素显得更为重要。而铝合金是远远不能与不锈钢比拟的，铝合金比不锈钢怕冲撞，澳大利亚和印度等国家特别做过这方面的实验。第三，维修成本很低，钢合金的使用１０年左右就要维修，不锈钢的使用５０年也不会有什么问题。综合起来看，不锈钢是比较理想的轻型材料。
在采访中国铁道科学研究院研究开发中心材料工程部时，习年生同志说，对于高速列车、地铁列车、城乡轻轨以及以后的磁悬浮列车用材，列车用什么材料好，目前还没有一个定论，从国内国际上看也是一样，目前为止，世界各国的列车用什么材料的都有，因为各有利弊：分量上铝合金比不锈钢轻，强度上不锈钢比铝合金大，根据这些特点，倒底什么车用什么材料，还要在实践中摸索
铝合金、不锈钢哪个作为车厢用材好
萧今声明确表态：对于高速列车问题，目前国内外的意见基本趋于一致，认为还是铝合金的最好，其发展前景广阔。我国早在１９９４年中国有色金属工业总公司和铁道部就围绕“未来京沪高速铁路列车车厢用什么材料”的问题开始了探讨，因为科研要走在前面，具有前瞻性。是用钢的、不锈钢的，还是用铝型材的？当时我国还不能生产列车车厢用的难度很大的大型铝型材，对什么时候能生产也很茫然，因此专家对到底用什么材料有争议，结果认为不锈钢的可考虑，但铝型材是发展方向。
为了进一步弄清楚列车车厢用什么材料好，以及生产大型铝型材所需要的设备和它的质量要求是什么，１９９６年有色总公司专门组织了科技考察团，专门考察了世界铝型材车厢做得最好的日本、法国和德国，从考察中认识到：只要有７０００吨以上的挤压机就能研制出高速列车用的大型铝型材。大家还参观了德国列车生产厂，现场列车有不锈钢的，有铝型材的，德方的结论是：铝型材的高速列车优于不锈钢的。
中国钢铁工业协会不锈钢分会的李成会长态度明朗：对于高速列车、地铁列车、城乡轻轨以及以后的磁悬浮列车用材其发展趋向还是用不锈钢，从总体上看不锈钢的优于铝合金。正因为这样，天津轻轨列车在长春客车厂定的一批列车全部采用不锈钢。日本新干线用列车也全部用不锈钢的。
从日本车厢用材的发展看，合金钢的、铝合金的和不锈钢的他们都用过，而且铝合金的用量不少，但目前还是转向了不锈钢。现在日本不锈钢材质的列车已经超过了铝合金的，已占到列车总数的６０%以上。目前，日本、美国、澳大利亚和瑞典都趋向采用不锈钢。
铝合金、不锈钢各自的优势
萧今声：一是铝型材的分量轻。铝的比重是２．７，铝合金的比重是２．８，而不锈钢的比重是７．８～８之间。因不锈钢比强度略优于铝合金，所以铝合金板材的厚度要略高于不锈钢的，但从总体重量来看，铝合金还是要比不锈钢轻得多。据长春客车厂反映，要轻１/３左右。二是铝型材在生产制造工艺上具有优越性。因铝型材不易变形，因此铝型材列车生产工艺采取组装式的，而不锈钢的只能采取铆焊工艺，明显前者优于后者。三是从１０年使用实践看，德方认为无论从车重、耐蚀性上还是从维修的角度看，都是铝合金的好。我国第一个准高速铁路深广线从法国引进６列铝合金列车，反应不错。
日前即将投入使用的５列铝合金列车，就是用西南铝业（集团）有限责任公司生产的特种铝型材组装的。据生产厂家长春客车厂反映效果不错，外观也很漂亮。这标志着我国在高速列车、地铁车厢的生产实现国产化的道路上迈出了坚实的步伐，使我国彻底结束了大规格铝合金特种型材依赖进口的历史，填补了国内一项空白。
我们从国外考察回来，国内就加大了列车用铝型材的研发力度。西南铝业（集团）有限责任公司瞄准市场发展空间大、我国全部依赖进口的大规格铝及铝合金的生产，以科技创新为动力，向技术改革要效益。他们以“在改造中求发展，在改革中求振兴，在不断完善自我中做优做强”为总体发展思路，在实施技改过程中，坚持“引进、消化、开发、创新”的方针，稳步推进技改项目水平的提升，使厂里２０世纪六七十年代的老设备焕发出青春活力。
西南铝是我国地铁、高速列车等车辆用铝合金特种型材国产化生产的定点企业，在率先研制成功地铁、高速列车等铝合金特种型材填补国内空白的基础上，为改变特种大型铝型材长期依赖进口的被动局面，朝着地铁型材实现批量生产的目标，自筹资金上亿元，充分利用现有条件和设备，以盘活资产的方式进行技术改造和研制攻关，大大减少了资金的投入。他们充分发挥自身技术、人才和设备优势，对我国２０世纪６０年代自行设计制造的８０００吨卧式挤压机进行了有组织、有计划、有针对性的大胆现代化配套技术改造和攻关，装备了快速换模系统、精密成品锯床、多功能辊矫机等先进设备，使挤压机整体实现了自给油压传动和ＰＬＣ系统自动控制，挤压功能齐全，达到生产要求，具备了批量生产地铁车辆用铝合金特种型材的能力。他们通过组织精干技术力量边生产、边摸索、边研究、边攻关，使他们在没有现成技术的情况下，攻克了扁挤压筒及扁锭挤压等关键技术;在不掌握成熟生产工艺的情况下，摸索并掌握了较成熟的大型铝材挤压、热处理等核心生产工艺，为大批量生产车辆用大型铝合金特种型材奠定了坚实的基础。
国家对新建地铁的基本要求是：地铁国产化率要达到７０%以上。而作为地铁国产化关键的车辆用铝合金特种型材，要求有良好的力学、焊接和抗腐蚀性能，以及要求严格的断面形状和尺寸公差，生产难度极大，特别是批量生产难度更大。目前，世界上只有日本、德国等少数发达国家掌握了此项技术并能批量生产。过去我国因未掌握核心技术而不能实现批量生产，成为制约地铁、高速列车国产化发展的瓶颈，每年都要花巨额外汇从国外进口。西南铝建成地铁、高速列车等车厢用铝合金特种型材生产线，它是目前国内惟一能批量生产地铁车辆用大型铝合金特种型材的企业，每年可为国家提供急需的２０多个品种的特种型材，产品质量达到国外同类产品水平。另外，山东丛林集团、吉林美达斯也具备了生产大型铝型材的条件，他们与西南铝一起共同为民族工业赢得尊严，使我国地铁国产化率达到７０%成为现实，为振兴民族工业做出了贡献。
李成：不锈钢的优势主要有三个方面：第一，不锈钢的比强度高，比铝要高５倍，因此用量要比铝金少得多，分量比合金钢轻很多，也不比铝合金沉多少。这样可以节省能量多装人，美国做过实验，同样大小列车，过去可乘２００人，现在可乘３００人。第二，吸收冲击能的能力很大，这是保证安全的关键因素，特别是轨道高速化以后，这个因素显得更为重要。而铝合金是远远不能与不锈钢比拟的，铝合金比不锈钢怕冲撞，澳大利亚和印度等国家特别做过这方面的实验。第三，维修成本很低，钢合金的使用１０年左右就要维修，不锈钢的使用５０年也不会有什么问题。综合起来看，不锈钢是比较理想的轻型材料。
在采访中国铁道科学研究院研究开发中心材料工程部时，习年生同志说，对于高速列车、地铁列车、城乡轻轨以及以后的磁悬浮列车用材，列车用什么材料好，目前还没有一个定论，从国内国际上看也是一样，目前为止，世界各国的列车用什么材料的都有，因为各有利弊：分量上铝合金比不锈钢轻，强度上不锈钢比铝合金大，根据这些特点，倒底什么车用什么材料，还要在实践中摸索
