铁路货车车体材料的发展

铁路货车车体材料的发展

发表时间：2018-09-17T15:41:44.770Z 来源：《基层建设》2018年第25期作者：尹旭方[导读] 摘要：随着铁路现代化建设的推进，当前工作迫切需要解决的就是高速、重载、安全问题，这也是铁路货车的发展趋势，要解决这个问题降低车辆自重是有效方法之一，这就对车体用材料提出更高的要求，目前，我国铁路货车车体材料严重制约着货车技术的改进，需要进一步提升铁路货车车体用材料的焊接性能、耐腐蚀性、延伸率等性能，以便更好地满足铁路货车车体用材料的需求，推动铁路货车的

发展，从介绍我国铁路货车车体材料的发展入手，分中车齐齐哈尔公司冲压车间黑龙江齐齐哈尔 161002摘要：随着铁路现代化建设的推进，当前工作迫切需要解决的就是高速、重载、安全问题，这也是铁路货车的发展趋势，要解决这个问题降低车辆自重是有效方法之一，这就对车体用材料提出更高的要求，目前，我国铁路货车车体材料严重制约着货车技术的改进，需要进一步提升铁路货车车体用材料的焊接性能、耐腐蚀性、延伸率等性能，以便更好地满足铁路货车车体用材料的需求，推动铁路货车的发展，从介绍我国铁路货车车体材料的发展入手，分析我国铁路货车车体新材料的应用情况、应用中存在的问题及货车对新材料的需求，在此基础上，探讨我国铁路货车车体用材料的发展趋势。

关键词：铁路货车；车体材料；应用；趋势随着现代化建设和科学技术的发展，对火车重载、安全、高速提出了越来越高的要求，车体的轻量化设计也显得非常重要，其中，降低车辆自重是非常有效的途径之一，这也是我国铁路货车的发展方向。铁路货车是铁路运输的重要组成部分，可以分为专用货车和通用货车。随着国民经济的快速发展，铁路货车运输能力不高成为制约我国国民经济发展的重要问题，如何缓解铁路货车运输的紧张状况，确保运输的安全、高效、重载一直是铁道部思考的问题。要满足铁路货车的重载，就要降低车辆的自重，如果要降低车辆的重量就必须优化车体用材料，从车体用材料方面来满足现代化建设的需求。长期以来，我国铁路货车车体用材料的品质阻碍着货车技术的进步，这也对我国钢铁工业提出了高要求，钢铁工业必须加大投入，提供更好的钢材，使我国铁路货车车体用材料的性能满足国内外的需求。本文从介绍我国铁路货车车体材料的发展入手，分析我国铁路货车车体新材料的应用情况、应用中存在的问题及货车对新材料的需求，在此基础上，探讨我国铁路货车车体用材料的发展趋势。

1 我国铁路货车车体材料的发展

我国铁路货车车体用材料主要是钢材，在二十世纪六十年代左右，由于我国钢材供给不足，货车车体用材料长期采用的是Q235普通碳素结构钢，没有统一的规格，也没有标准的尺码，使得这种钢的生产产生的焊缝多，常需要修改设计图纸，修改时还要根据现有的中梁型钢类型和规格来定，不论是给生产还是维修都带来了难题。后来，又开发出09Mn2系列的钢材，这种情况稍微有了改观。

二十世纪八十年代过后，屈服强度级别分别为295MPa，345MPa的耐候钢广泛地应用于铁路货车车体中，我国钢铁工业也获得了迅速发展，改变了车辆用钢的短缺情况。进入二十一世纪，屈服强度级别分别为400MPa，450MPa，500MPa，550MPa的高耐候钢系列问世，其中450MPa级耐候钢极大的改善了铁路设备的性能，为铁路货车增加载重打下了良好的基础。总的来说，从2005年开始，我国铁路货车车体用材料的开发应用迅猛发展，促使铁路货车进行了三次升级换代，铁路货车技术有了很大的改进。

2 我国铁路货车车体新材料的应用情况

目前，我国铁路货车技术向着大载重、小自重方向发展，以此来满足铁路货车高载、快速、安全的需求。提高铁路货车高载、速度的最有效途径是货车车体轻量化设计。铁路货车如果要载重70t级以上，使车体重量减少4t左右，但使用寿命还是25年，要达到这个设计要求，就对车体用材料钢材提出了较高要求。

2.1 耐候钢

耐候钢又称耐大气腐蚀刚，目前，已成为我国铁路货车车体主要的结构材料。耐候钢从1990年开始在新造铁道车辆上采用，已过去20个年头，再加上涂料和涂装工艺的改进，这比原来的Q235普通碳素结构钢有了很大的改善，同时，车辆的厂修期也延长到八年左右，在车体钢板截换率方面也有了很大的下降。

为了满足高速、重载要求，使研制出来的载重70t级及以上的新型货车满足设计寿命达25年，对结构钢材料提出了更高要求。屈服强度级别分别为400MPa，450MPa，500MPa，550MPa的高耐候钢系列问世，其中屈服强度为450MPa级、牌号为Q450NQR1的耐候钢广泛地用于70t、80t级货车制造，可以满足车体钢板减薄的需要，为货车增加载重创造条件。

耐候钢与一般的普通钢材相比，最显著的特点在于其有一定的耐大气腐蚀性能，这种钢材含有一定的铜和磷，与低碳钢相比其耐腐蚀性有了很大的改善，一般认定其寿命可延长1倍左右。耐候钢不是不锈钢，其耐腐蚀性能主要是锈蚀一定时间后形成稳定的化锈层，可以抵御大气中水气及有害离子的侵蚀，增强其耐腐蚀性。从铁路货车运输来看，会受到大气中温度、湿度、降水、空气污染的作用，再加上所处环境的不固定，车体内侧受装载货物的影响，部分车辆在第一个厂修时就会出现挖补或者截换的情况。

2.2 铝合金

铝合金具有质量轻，耐腐蚀性能好等优势，对减轻车辆本身重量起着重要作用。2003年制造的C80型铝合金敞车，板材是5083H321，型材是6061T6铝合金，这两种铝合金与Q235钢具有相似的屈服程度，再加上铝合金的材料目的大概是刚才的三分之一，有助于减轻车辆自重。但不可忽视的是，铝合金材料的弹性与钢材相比，大概是钢材的三分之一，重量减轻了但强度也下降了，所以，铝合金材料不适用于结构主要承载件。一般铁路货车车体主要承载结构采用高强度耐候钢，铝合金材料与耐候钢采用拉铆方式连接，而不是焊接的方法。在国外已有铝合金用于车辆制造的例子，但由于铝合金与耐候钢要采用铆接方式，同时铝合金材料价位过高，在一定程度上制约了铁路货车的制造。

2.3 铁素体不锈钢

太原钢铁有限公司最先研制出铁素体不锈钢，又称经济体不锈钢，主要是依靠减少Cr和Ni元素的含量来降低成本，Cr的含量基本上在10.5%-20%左右，而奥氏体不锈钢的Cr含量在18%上。铁素体不锈钢的耐腐蚀性能不如奥氏体不锈钢，但与耐候钢相比，耐腐蚀机理不同，其耐腐蚀性能现有优势。铁素体不锈钢在强度和焊接工艺方面与耐候钢不同，需要调整现有的设计与工艺。

3 我国铁路货车车体材料应用中存在的问题 3.1 高强度耐候钢