2021中国镁产业链高峰论坛：中车戚墅堰夏少华详解镁合金在轨道交通装备的应用与未来展望

在由SMM举行的2021年中国镁产业连锁峰会上，大城石雕刻材料技术研发中心的副主任Xia 解释了镁合金在铁路运输设备中应用的现状和前景。

介绍

轻量级是对铁路运输设备的永恒追求。当火车每小时200公里时，每吨拖车就消耗了约12千瓦的电力。当火车是每小时300公里时，每吨拖车就消耗16-17千瓦的电力。车辆轻型技术可以有效地抑制基础振动的增加，降低噪音，增加运输能力并降低能耗。

镁合金被称为“第21个中国绿色工程材料”：

复杂的结构积分形成：金属液体可以流动的地方，可以一口气形成。机械性能是各向同性的，它是大型金属结构部件近网的最佳方法。

短周期/中等成本：短铸造生产周期，高效率，强大的适应性，可以考虑单件式和质量产量，高材料利用率，中等成本和少量加工津贴。

减轻结构的最佳方法：高性能镁合金 +整体铸造形成（考虑物质减肥 +结构减肥）

铁路运输设备中镁合金的申请盒

机构：1960年代德国的慕尼黑地铁车辆首次使用铝合金机身。与不锈钢主体相比，它具有更好的耐腐蚀性，可以大大减轻体重，增加车辆加速度，减少运行能源消耗，降低磨损和对线路的影响并降低噪音。

关键组件：对于车辆轻巧，显然不足以单独考虑车身，而毫无疑问的减肥更有意义。转向架的质量主要取决于牵引电机，车轮套件，框架和制动系统。高强度的铝合金用于高速列车，例如齿轮盒，枕头梁，轴盒前盖，轴盒车身，制动盘等。

镁合金在国外的高速火车上多次出现。大型石头雕刻的冰高速火车和法国双层高速列车是使用镁合金制成的。其中，法国火车共有45,000个座位，并制作了小桌子，扶手，踏板和座椅的侧面。与传统的铝合金座椅相比，每个双座椅的质量减少了6公斤，占总质量的1/5。

日本 N700系列高速列车的座椅和支架，靠背和扶手，地板，基地等是由镁合金制成的。由于镁合金的成本与铝合金的成本相当，因此在火车运行过程中的能源消耗降低，这通常会降低火车的运营成本。

韩国的KTX 火车座椅过去曾使用玻璃纤维和铝合金作为材料。使用镁合金板零件后，与前一个相比，座椅的重量减小了5kg，并且材料成本也减少了8％至10％。

2019年5月开始试用试验的新的日本新干线火车是使用大型阻燃镁合金挤出的车辆的第一个车身结构。

以北京 - 谢海高速铁路的乘客列车为例，如果其车身由镁合金制成，总重量将降低13％以上，平均节能为8％。根据目前在整个北海高速铁路中运行的EMU，每天运营1000多列火车，所有镁合金尸体每天都可以节省126万千瓦时的电力，并将二氧化碳排放量减少1,146吨。可以看出，使用镁合金减轻火车的重量对于节能和减少排放具有重要意义。

镁合金在我国的铁路运输设备中的应用也正在迅速前进。目前，镁合金主要用于空调通风格栅，窗户护栏，座椅和地板，卧铺床架和支架，行李架框架，内部仪表板框架以及中国的其他组件。铁路运输设备中常用的镁合金模型包括AZ31B，AZ61A，AZ91D，ZK60镁合金艺术栏杆，AM60B等。镁合金组件的轴承能力的需求正在增加，并且已经开始尝试生产主要轴承成分。

2020年，CRRC 和第八航空研究所共同开发了一个稀土镁合金齿轮箱来完成类型的实验镁合金艺术栏杆，一个盒子的重量比铝合金低30公斤。

需要进一步解决的问题

将来会在铁路车辆中使用更多的镁合金零件吗？

低弹性模量：镁合金弹性模量为45-50GPA，铝合金70GPA，可以通过结构设计提高组件的刚度。

易燃：镁蒸气与空气中的氧气的反应很容易引起镁的猛烈燃烧。通过添加易于形成密集的氧化物膜的表面活性剂元素，镁合金在高温下形成氧化物层，阻碍氧气和镁合金熔体的进一步反应。

耐腐蚀性：氧化物膜不致密，导致耐腐蚀性相对较差。镁合金的表面通过微量氧化和其他技术改善，以改善硬度和腐蚀性。

成本：相同体积的镁合金和铝合金的成本是相似的，但是镁合金零件的表面需要次要处理，导致成本高于铝合金，并且从过程的角度来看需要全面控制。

尽快为铁路运输设备零件中的铸镁合金建立相关的测试方法和评估标准系统，从国家和行业级别促进它们，并加速铸造镁合金在铁路运输行业中的应用

未来的应用前景