接触网常用铝合金定位器管材料性能对比分析

接 触 网常 用 铝 合 金 定 位 器 管 材 料 性 能 对 比分 析
张 治 国
（中国铁道科 学研究院标准计量研 究所 ，北京 １ ０ ０ ０ ８ １）
摘
议。
要 ：对我国和德 国接触 网零件铝合金定 位器管 的铝合金材料从 化学 成分 、金相组织 、静态力学性能
和疲劳极 限 ４方面进行对 比和试验 ，分析材料成分对使用性能的影 响，提出选择铝合金材料生产定位器 的建
表２ ７ Ａ ０ ５ ，７ Ａ１ ９和 ７ ０ ０ ５的化 学 成 分
有 说 明所 用 的 铝合 金材
料 牌 号 。按 照 Ｅ Ｎ Ａ Ｗ一
６ ０ ８ ２中 的元 素 分 析德 国铝 和 我 国 ２个 厂 家 的铝 合 金（ 国产 铝 Ａ和 国产铝 Ｂ）的化学 成分 结果 见表 １ 。
３ 结 论 及 建 议
在选 择铝 合金做 为原 材料 生产 定位 器管 时 ，应
注意 以下 方面 。
参考 文献
［ １ ］ 张士林 ，任颂赞． 简明铝合 金手册 ［ Ｍ］ ． 上海 ：上海科学技术 出
％
造＿ Ｔ艺 和热处 理过 程有 关 。为 了分析 故障 发生 的主 要原 因 ，有必 要对 国内外接触 网常用 的铝合 金定 位
器管 材料 进行 性能对 比。
１ 铝 合 金 定位 器 管材 料 主 要性 能对 比及试 验
１ ． １ 化 学成 分
德 国 铝 的 牌 号 为 Ｅ Ｎ Ａ Ｗ— — ６ ０ ８ ２ （ Ｅ Ｎ Ａ Ｗ— — Ａ １ Ｓ ｉ ｌ Ｍｇ Ｍｎ ） ，国产 铝 没
２ ０ １ ３ 年 ３ 门 （ 总第 ３ １ ７期 ） ・ ３ ９・
铁道技术监督
第４ １ 卷
第 ３期
金做为原材料生产零部件 时 ，应 注意提高合金 的 应力腐蚀抗力。一般来说 ，可以采取措施对合 金 的微量元素进行调 整 ，提高该 系合金的应力腐 蚀 抗 力 ，如 在合 金 中加 入适 量 的 ｃ ｒ 等 ，但 一 般 不 超
约可以看到变形纤维组织 ，而德 国铝 和 国产铝 Ａ则 没有 。
德 国 铝 及 国产 铝 的纵 向 显 微 组 织 如图 ２ 所示。
收稿 日期 ：２ ０ １ ３ — ０ ２ — ０ ７ 作者简介 ：张治 国，助理研究员
从图 ２ 可 以看 出，国产铝 Ａ与德 国铝的纵向
显 微 组织 比较 致 密 ，无 明显 晶界 ， 国产 铝 Ａ有 过
过０ ． ３ ５ ％，调 整 锌 和 镁 的 比例 ，一 般 将 二 者 比 例
佳淬 火温度 范 围 。 （ ３ ）制 定 合 理 的 热 处 理 工 艺 ，产 品挤 压 成 型
后 ，采用风冷淬火 ，淬火后的半成品应在 １ Fra Baidu bibliotek ｈ内进
行人 工时效 ，以获得 较高 的力学 性能 。 （ ４ ） 成 型 的 铝 合 金 定 位 器 应 进 行 表 面 防腐 处
表 １ 德 国 铝 和 国产 铝 的化 学成 分 比较
１ ． ２ 金 相组 织 德 国铝及 国产铝 的横 向显微 组织 如 图 １ 所示 。
％
从图 １ 可 以看 出 ，德 国铝 和 国产
铝 的横 向 显 微 金 相 组 织 都 比 较 致 密 ， 但 是 国产 铝 Ｂ的 横 向显 微 组 织 中 还 隐
控制在 ｚ ｎ ／ Ｍ ｇ为 ２ ． ７左右 ，以增加 合金的应力 腐 蚀开 裂 抗力 。
理 ，如涂装环氧树脂底漆和聚氨酯防腐面漆 ，把金 属表 面与环 境 隔开 ，阻止或 抑制 水 、氧和离 子透 过 涂层 ，起到屏蔽腐蚀介质的作用 ，从而阻止腐蚀电 池或抑制其活动 ，提高产品的使用寿命 。
第４ １ 卷
Ｖ｛ Ｊ １ ． ４ ｌ
第 ３期
Ｎｏ ． ３
铁 道 技 术 监 督
ＲＡ Ｉ Ｌ Ｗ ＡＹ ０Ｉ Ａ Ｌ ｌ ＿ ｒ Ｙ Ｃ ＯＮ Ｆ Ｒ ＯＩ
研 究与 交流
１ 【 Ｊ Ｊ Ｙ ＾ ｊ ）Ｉ ： （ ） Ｍ Ｍ【Ｎｌ （ ： Ａ＿ Ｉ ｊ Ｉ ｝ 、
关键词 ：接触网零件 ；定位器 ；铝合金 ；材料性 能 ；性能 比较
中 图 分类 号 ：Ｕ ２ ２ ５ ． ４ ８ — ３ ４
文献 标 识 码 ：Ｂ
文 章 编 号 ：１ ０ ０ ６ — ９ １ ７ ８（ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ — ０ ０ ３ ９ — ０ ３
０ 引 言
２ ０ ０ ０年 以来 ，我 国几 条 电气 化 铁 路 的接 触 网 相 继发 生过 铝合 金定位 器管 断裂 的事 故 ，虽然 断裂 零 件 的牌 号不 同 ，但断 裂都 发生 在 零件 使用 了 ２ ～ ３ 年 ，个别 达 ７年左 右 时 ，断 口均 呈现脆 性疲 劳 断裂
含 量 分别 为 ０ ． ６ ８ ％与 ０ ． ８ ５ ４ ％ ，Ｍｇ ／ Ｓ ｉ 值为 ０ ． ８ ０ ；国 产 铝 Ａ 中 Ｍｇ和 ｓ ｉ 含 量 分别 为 １ ． ０ １ ％与 ０ ． ９ ５ ％， Ｍｇ ／ Ｓ ｉ值 为 １ ． ０ ６ ，德 国 铝 中 Ｓ ｉ理 论 过 剩 量 为 ０ ． ４ ６ ％，国产 铝 Ａ中 ｓ ｉ 理论过 剩 量为 ０ ． ３ ６ ％。从 主 要 合 金元 素分 析 ，国产 铝 Ｂ应 属 于 ７系变 形 铝 合 金 ，在 主 要 合 金 元 素 方 面 和牌 号 ７ Ａ ０ ５ ，７ Ａ１ ９及 ７ ０ ０ ５ 相近 。７ Ａ ０ ５ ，７ Ａ１ ９和 ７ ０ ０ ５的化学成分见表 ２ 。
状态 。这 既有 零件所 用 原材料 性 能 的原 因 ，也与 制
从表 １ 可 以看 出 ，德 国铝 与 国产 铝 Ａ 的 化 学
成分符合 Ａ Ｗ一 ６ ０ ８ ２ 的要求 ，国产铝 Ｂ的 ｃ ｕ ，Ｍ ｇ ， ｚ ｎ ，ｓ ｉ 元 素都与 Ａ Ｗ一 ６ ０ ８ ２的要求 存在较 大 的差 异 ，Ｃ ｕ ，Ｍｇ ，Ｚ ｎ元 素 大 于 Ａ Ｗ一 ６ ０ ８ ２的要 求 ，而 ｓ ｉ 元 素 小 于 ＡＷ一 ６ ０ ８ ２的要 求 。德 国铝 中 Ｍｇ和 ｓ ｉ