在鐵道車輛上,多少年以來一直使用在鋼材上進行涂漆的方法。鐵道車輛壽命一般為20~25年,由于場合不同也可以使用更長時間,然而決定壽命的最大因素是腐蝕。容易腐蝕的部位是底框和外板疊合部的間隙、收藏窗板的隔或門導軌的下部、排雨管、洗面室或出入口附近的地板等,在長達15年期間內,底框或骨架的腐蝕將會出現問題。外板是最引人注目的地方,為了保持外觀美麗,也不能對涂漆的老化或生銹置之不理。
車輛的腐蝕可(ke)通過涂(tu)漆、部(bu)分修繕、更換或重新貼面來進(jin)行處理,當老化(hua)程度使修繕費用超(chao)過限度時,則表明壽(shou)命已盡。
由于必須進行涂漆使用,所以耐候鋼的耐蝕性不太引人注目,美國耐候鋼的應用最早是在鐵道車輛方面,然而,日本于1960年(昭和30年代前期)開發耐候鋼的機遇之一是來自鐵道車輛的防蝕需要。為了延長使用壽命、降低修繕費用以及增大運輸量則需要車輛輕型化,這要借助于鋼材的高強度化及其薄壁化來實現,更重要的是提高耐蝕性。為了同時滿足這些要求,考慮了采用高強度耐候鋼。日本國鐵從1960年(昭和35年)開始在車輛上進行耐候鋼的研究,到1963年(昭和38年)已在電車、內燃機車、客車、貨車的外板、地板、屋頂、側面板、容器等上使用。1964年(昭和39年)開業的東海道新干線的車輛構體上也使用了耐候鋼。
1963年(nian)(nian)(昭(zhao)(zhao)和38年(nian)(nian))以后的(de)5年(nian)(nian)間(jian),把(ba)耐(nai)(nai)候(hou)鋼(gang)作為構體部件使(shi)用的(de)車(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)數分別是客車(che)(che)(che)320輛(liang)(liang)(liang)(liang)、電(dian)(dian)車(che)(che)(che)3,378輛(liang)(liang)(liang)(liang)、新干線(xian)電(dian)(dian)車(che)(che)(che)600輛(liang)(liang)(liang)(liang)、內燃(ran)機車(che)(che)(che)1,634輛(liang)(liang)(liang)(liang)、貨車(che)(che)(che)18,575輛(liang)(liang)(liang)(liang)。以后,到70年(nian)(nian)代后期(昭(zhao)(zhao)和50年(nian)(nian)代前期)之前,雖然每年(nian)(nian)有變動,可是長期以來,耐(nai)(nai)候(hou)鋼(gang)在(zai)車(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)上被采(cai)(cai)用量大體是一定的(de)。從(cong)1963年(nian)(nian)(昭(zhao)(zhao)和38年(nian)(nian))到1978年(nian)(nian)(昭(zhao)(zhao)和53年(nian)(nian))的(de)16年(nian)(nian)間(jian),客車(che)(che)(che)2,599輛(liang)(liang)(liang)(liang)、電(dian)(dian)車(che)(che)(che)12,601輛(liang)(liang)(liang)(liang)、新干線(xian)電(dian)(dian)車(che)(che)(che)2,647輛(liang)(liang)(liang)(liang)、內燃(ran)機車(che)(che)(che)2,171輛(liang)(liang)(liang)(liang)、貨車(che)(che)(che)49,122輛(liang)(liang)(liang)(liang)使(shi)用了(le)耐(nai)(nai)候(hou)鋼(gang)除了(le)貨車(che)(che)(che)外每年(nian)(nian)平均約(yue)1,250輛(liang)(liang)(liang)(liang),包括貨車(che)(che)(che)約(yue)4,300輛(liang)(liang)(liang)(liang)采(cai)(cai)用了(le)耐(nai)(nai)候(hou)鋼(gang)。
如果按鋼的(de)用途需(xu)要(yao)進行統(tong)計(ji)(參照圖(tu)2-4),從(cong)1968年(昭(zhao)和43年)到(dao)1979年(昭(zhao)和54年)之間約(yue)14萬t,平均(jun)每年約(yue)1萬t的(de)耐(nai)候鋼用于鐵道車輛。這個量(liang)作(zuo)為鋼材(cai)使用量(liang)來(lai)說雖然(ran)非常少,可是(shi)對耐(nai)候鋼來(lai)說是(shi)固定的(de)用途。
另一(yi)(yi)方(fang)面,進一(yi)(yi)步推進車輛的(de)輕型化和(he)低維(wei)修化,對運輸業(ye)來說(shuo)是(shi)堅持(chi)不懈的(de)努(nu)力方(fang)向,其中被采用的(de)材料的(de)新方(fang)向是(shi)在構件(jian)上全面地(di)使(shi)用鋁合金和(he)不銹鋼(gang)。
部(bu)分地使用(yong)(yong)鋁(lv)(lv)合(he)(he)金和(he)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)這以(yi)(yi)前就有了,然而把結構構件(jian)或外板等主要部(bu)分全(quan)部(bu)使用(yong)(yong)鋁(lv)(lv)合(he)(he)金或者不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)化(hua)的所(suo)謂全(quan)鋁(lv)(lv)車(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)、全(quan)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)車(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)首次出現(xian)的時間都(dou)在(zai)1962年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(昭(zhao)和(he)37年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)),反(fan)而比采用(yong)(yong)耐候鋼(gang)(gang)(gang)早(zao)。從1965年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(昭(zhao)和(he)40年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian))至1980年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(昭(zhao)和(he)55年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)),每(mei)(mei)年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)生(sheng)產的鋁(lv)(lv)合(he)(he)金車(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)約(yue)100輛(liang)(liang)(liang),每(mei)(mei)年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)生(sheng)產的不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)車(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)約(yue)50輛(liang)(liang)(liang),以(yi)(yi)后(hou),鋁(lv)(lv)合(he)(he)金車(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)每(mei)(mei)年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)增(zeng)加(jia)(jia)到(dao)(dao)300~400輛(liang)(liang)(liang)。1978年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(昭(zhao)和(he)53年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian))不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)車(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)通過(guo)(guo)設計方法的改善實現(xian)了輕(qing)型化(hua),到(dao)(dao)那時為止,與(yu)鋼(gang)(gang)(gang)制車(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)相比已減重(zhong)2/10的車(che)(che)輛(liang)(liang)(liang),此后(hou)又(you)減重(zhong)約(yue)4/10。該(gai)結果(guo)使不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)車(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)(輕(qing)型不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)車(che)(che)輛(liang)(liang)(liang))的生(sheng)產每(mei)(mei)年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)增(zeng)加(jia)(jia)到(dao)(dao)100輛(liang)(liang)(liang)以(yi)(yi)上,而且1984年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(昭(zhao)和(he)59年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian))以(yi)(yi)后(hou)超過(guo)(guo)500輛(liang)(liang)(liang),最近(jin)每(mei)(mei)年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)達到(dao)(dao)850~1,100輛(liang)(liang)(liang)。
這樣,現(xian)在(zai)鋁(lv)合(he)(he)金車(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)、不銹(xiu)鋼車(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)的保有量已經分別超過全部旅(lv)客(ke)車(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)的1/10。根(gen)據報道,1990年(nian)(平成2年(nian))日本生產了(le)1,909輛(liang)(liang)(liang)旅(lv)客(ke)車(che)(che),其中不銹(xiu)鋼車(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)860輛(liang)(liang)(liang)(45%)、鋼制(zhi)車(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)595輛(liang)(liang)(liang)(31%)、鋁(lv)合(he)(he)金車(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)454輛(liang)(liang)(liang)(24%).最初在(zai)東海道山陽新干線(xian)(xian)上使(shi)(shi)用(yong)的車(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)(0系(xi))以及(ji)改良(liang)型(100系(xi))的構件上使(shi)(shi)用(yong)了(le)耐候(hou)鋼,而在(zai)東北-上野新干線(xian)(xian)電(dian)車(che)(che)(200系(xi))或“希望號”(300系(xi))上使(shi)(shi)用(yong)了(le)鋁(lv)合(he)(he)金。
上述情況反映在,1980年(nian)(昭和55年(nian))鋁(lv)合金車輛、不銹鋼(gang)(gang)車輛開始(shi)增加,而耐候鋼(gang)(gang)的(de)訂(ding)貨(huo)量急劇(ju)降低到2000~4000t,以后大(da)體沒有變(bian)化(參照(zhao)圖2-4)。