Выбор высокотехнологичного свариваемого коррозионностойкого алюминиевого сплава и разработка промышленной технологии производства прессованных полуфабрикатов для изготовления вагонов транспортных систем

• Автор: Михайлов, Евгений Дмитриевич
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 156 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Преимущества алюминиевых вагонов перед стальными

1.2. Требования к алюминиевым сплавам, предназначенным для изготовления железнодорожных вагонов.
1.3. Алюминиевые сплавы на основе системы А11, используемые для изготовления железнодорожных вагонов.

1.4. Свариваемые сплавы на основе системы А12пМ.

1.5. Диаграмма состояния А12пМ

1.6. Устойчивость твердого раствора в сплавах

системы А12пМе.

1.7. Свариваемый коррозионностойкий алюминиевый сплав .

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.
2.1. Материалы для исследования
2.1.1. Приготовление сплава В и отливка круглых слитков
мм и плоских слитков сечением Ох мм
2.2. Методика исследования.
ГЛАВА 3. ВЫБОР НОВОГО СПЛАВА И ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ПРЕССОВАННЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ
3.1. Уточнение химического состава сплава . Создание сплава В
3.2. Исследование структуры и свойств слитков из сплава В
3.3. Металловедческое обоснование температурных режимов прессования. Закалка на прессе полуфабрикатов из
сплава В.
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ПРЕССОВАННЫХ
4.1. Исследование структуры прессованных панелей и профилей из сплава
4.2. Выбор режима искусственного старения прессованных
полуфабрикатов из сплава В
4.3. Механические свойства прессованных полуфабрикатов из сплава
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4.
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЯ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙПРЕССОВАННЫХ ПРОФИЛЕЙ ИЗ СПЛАВА В.
5.1. Исследование свариваемости сплава В
5.1.1. Исследование структуры сварных соединений
5.1.2. Исследование свойств сварных соединений
5.2. Исследование свариваемости прессованных полос сплаваВ с
листами из сплавов Амц, Д, Амг2, АмгЗ, Амг4
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 5.
ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В настоящее время этот поезд проходит испытание на Октябрьской железной дороге. В г. ВНИИЖТ провел обследование технического состояния электропоезда ЭР-0(1), находившегося в эксплуатации с г. Обследованием установлено, что кузова, изготовленные из. Этот метод изготовления: кузовов^ из алюминиевых сплавов практически не применяется передовыми западными фирмами; [Г,6,7]. За? МВПС изготавливают интегральным методом; из крупногабаритных/ полых алюминиевых панелей. Полые; панели длиной м сваривают между собой; автоматической дуговой* сваркой- плавящимся, электродом; в:- защитной* атмосфере инертного газа аргона. Вырезают окна в боковинах,, приваривают торцевые стены,, устанавливают подвагонное и внутреннее оборудование. Крупногабаритные полые панели имеют внутреннее оребрение,; '. Трудоемкость изготовления кузова1 снижается, на; % [1,2,3]. Через: лет эксплуатации 1 вагон электропоезда ЭР0 в: ' г был исключен из эксплуатации для исследования остаточного: ресурса кузова. Результаты испытания позволили рекомендовать, продолжить эксплуатацию ЭР0 (1) еще в течение 5 лет. Применение крупногабаритных экструдированных панелей позволило на % сократить трудоемкость изготовления кузова и снизить его массу до 7,5 т для вагонов длиной м по сравнению с т для такого же кузова из стали [1]. Нововведения в этой технологии привели к еще большему, до двух раз по сравнению со стальными, уменьшению затрат времени на изготовление алюминиевых кузовов. Но утверждению представителей фирмы «Alusuisse Road and Rail», полная стоимость типичного* алюминиевого кузова составляет менее % стоимости обычного стального кузова. Путь к дальнейшей экономии лежит в уменьшении трудоемкости [1,4]. Перевозки в грузовых полувагонах каменного угля, руды, минеральностроительных материалов составляют более % от общего объема* грузовых перевозок. Начиная с г. Особенно эта тенденция проявляется при массовых перевозках угля и руды Применение алюминиевых сплавов позволяет снизить массу полувагонов на 5-7 т и на эту же величину повысить грузоподъемность без увеличения- осевой нагрузки, что является экономически выгодным, несмотря на более высокую стоимость алюминиевых сплавов [1,2,3,4]. Начиная с -х годов прошлого века, в Северной Америке массовое серийное производство полувагонов с кузовами из алюминиевых сплавов превысило объем производства стальных полувагонов и эта тенденция сохраняется. Имеется отечественный опыт изготовления полувагонов с кузовами и рамой из алюминиевого сплава АМгб. Восемь таких полувагонов' были изготовлены в конце -х годов прошлого века на «ПО «Уралвагонзавод». Через четыре года эксплуатации появились усталостные трещины в местах сопряжения хребтовой и шкворневых балок. Поскольку ремонт таких повреждений в современных условиях вагонных депо невозможен, вагоны были исключены из эксплуатации [1]. Опыт железных дорог Северной Америки свидетельствует о том, что повышение осевых нагрузок с ,5 до ,5 т снижает затраты на перевозки на %, причем совершенствование технологии позволяет не увеличивать расходы на текущее содержание пути. Центр транспортных технологий США с г. Аналогичная тенденция наблюдается на железных дорогах Европы. В ноябре г. КАВ приобрела грузовые вагоны с осевой нагрузкой т [1,3,4]. С г. За этот же период в Северной Америке, Южной Африке, Австралии и некоторых других странах допускаемые осевые нагрузки возросли с - до -,5 т (опытные маршруты эксплуатируются с осевыми нагрузками и даже т). Коэффициент грузоподъемности отечественных грузовых вагонов в настоящее время составляет от 2,4 до 3,1 поэтому при перевозке 1 т груза на железных дорогах России одновременно перевозится практически в 2 раза больше металла, на % больше расходуется энергоресурсов, происходит повышенный износ колес и рельсов, чем в странах, где коэффициент грузоподъемности 5,6-6,1. Отечественный грузовой поезд массой 0 т при существующем вагонном парке перевозит около т полезного груза. Поезда, составленные из лучших зарубежных полувагонов, перевозят т полезного груза при общей массе поезда 0 т [1].