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(fu)蝕可通(tong)過(guo)涂漆、部分修(xiu)繕、更換或重新貼面來進(jin)行(xing)處理,當老化程度使(shi)修(xiu)繕費用超(chao)過(guo)限度時,則表明壽命已盡(jin)。
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)(nian)(昭(zhao)(zhao)和38年(nian)(nian)(nian))以后的(de)(de)5年(nian)(nian)(nian)間,把耐候(hou)鋼(gang)(gang)作為(wei)構體(ti)部件使用的(de)(de)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)數分別是客車(che)(che)(che)(che)(che)(che)320輛(liang)(liang)(liang)、電(dian)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)3,378輛(liang)(liang)(liang)、新干(gan)線(xian)電(dian)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)600輛(liang)(liang)(liang)、內燃機車(che)(che)(che)(che)(che)(che)1,634輛(liang)(liang)(liang)、貨(huo)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)18,575輛(liang)(liang)(liang)。以后,到70年(nian)(nian)(nian)代(dai)后期(qi)(昭(zhao)(zhao)和50年(nian)(nian)(nian)代(dai)前期(qi))之前,雖然每年(nian)(nian)(nian)有變(bian)動,可是長(chang)期(qi)以來,耐候(hou)鋼(gang)(gang)在車(che)(che)(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)上被采(cai)用量(liang)大體(ti)是一定(ding)的(de)(de)。從1963年(nian)(nian)(nian)(昭(zhao)(zhao)和38年(nian)(nian)(nian))到1978年(nian)(nian)(nian)(昭(zhao)(zhao)和53年(nian)(nian)(nian))的(de)(de)16年(nian)(nian)(nian)間,客車(che)(che)(che)(che)(che)(che)2,599輛(liang)(liang)(liang)、電(dian)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)12,601輛(liang)(liang)(liang)、新干(gan)線(xian)電(dian)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)2,647輛(liang)(liang)(liang)、內燃機車(che)(che)(che)(che)(che)(che)2,171輛(liang)(liang)(liang)、貨(huo)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)49,122輛(liang)(liang)(liang)使用了(le)耐候(hou)鋼(gang)(gang)除了(le)貨(huo)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)外每年(nian)(nian)(nian)平(ping)均約1,250輛(liang)(liang)(liang),包括貨(huo)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)約4,300輛(liang)(liang)(liang)采(cai)用了(le)耐候(hou)鋼(gang)(gang)。
如果按(an)鋼(gang)的用(yong)(yong)途(tu)(tu)需要進行統計(參照(zhao)圖2-4),從1968年(nian)(nian)(昭和(he)(he)43年(nian)(nian))到1979年(nian)(nian)(昭和(he)(he)54年(nian)(nian))之間約14萬(wan)t,平均每年(nian)(nian)約1萬(wan)t的耐候鋼(gang)用(yong)(yong)于(yu)鐵道(dao)車輛。這個量(liang)作為(wei)鋼(gang)材(cai)使用(yong)(yong)量(liang)來說(shuo)雖然非(fei)常少(shao),可(ke)是對耐候鋼(gang)來說(shuo)是固定的用(yong)(yong)途(tu)(tu)。
另一(yi)方面,進(jin)一(yi)步(bu)推(tui)進(jin)車輛的(de)輕型化和低維修(xiu)化,對運輸業來說是堅(jian)持不懈的(de)努力方向(xiang),其中被采用(yong)的(de)材料的(de)新方向(xiang)是在(zai)構件上全(quan)面地(di)使(shi)用(yong)鋁(lv)合(he)金和不銹鋼。
部(bu)(bu)分(fen)地使用鋁合金(jin)和(he)不(bu)銹鋼(gang)在這以(yi)前就有了(le),然而(er)把結(jie)構(gou)構(gou)件(jian)或外板等主要部(bu)(bu)分(fen)全部(bu)(bu)使用鋁合金(jin)或者不(bu)銹鋼(gang)化的(de)(de)(de)所(suo)謂全鋁車(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)、全不(bu)銹鋼(gang)車(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)首次出現的(de)(de)(de)時(shi)間都在1962年(nian)(nian)(nian)(昭(zhao)和(he)37年(nian)(nian)(nian)),反而(er)比采用耐(nai)候鋼(gang)早。從1965年(nian)(nian)(nian)(昭(zhao)和(he)40年(nian)(nian)(nian))至1980年(nian)(nian)(nian)(昭(zhao)和(he)55年(nian)(nian)(nian)),每(mei)年(nian)(nian)(nian)生產(chan)的(de)(de)(de)鋁合金(jin)車(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)約100輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang),每(mei)年(nian)(nian)(nian)生產(chan)的(de)(de)(de)不(bu)銹鋼(gang)車(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)約50輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang),以(yi)后(hou),鋁合金(jin)車(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)每(mei)年(nian)(nian)(nian)增(zeng)加到300~400輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)。1978年(nian)(nian)(nian)(昭(zhao)和(he)53年(nian)(nian)(nian))不(bu)銹鋼(gang)車(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)通過設計方(fang)法的(de)(de)(de)改善實現了(le)輕(qing)型(xing)化,到那(nei)時(shi)為止(zhi),與鋼(gang)制車(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)相比已減重(zhong)2/10的(de)(de)(de)車(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang),此(ci)后(hou)又(you)減重(zhong)約4/10。該結(jie)果使不(bu)銹鋼(gang)車(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(輕(qing)型(xing)不(bu)銹鋼(gang)車(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang))的(de)(de)(de)生產(chan)每(mei)年(nian)(nian)(nian)增(zeng)加到100輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)以(yi)上,而(er)且1984年(nian)(nian)(nian)(昭(zhao)和(he)59年(nian)(nian)(nian))以(yi)后(hou)超過500輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang),最近每(mei)年(nian)(nian)(nian)達到850~1,100輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)。
這樣,現在鋁(lv)(lv)合金車(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)、不(bu)銹鋼(gang)(gang)車(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)保有量已經分別超過(guo)全部(bu)旅(lv)(lv)客(ke)車(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)1/10。根據(ju)報(bao)道,1990年(nian)(平成2年(nian))日本(ben)生產了1,909輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)旅(lv)(lv)客(ke)車(che),其中(zhong)不(bu)銹鋼(gang)(gang)車(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)860輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(45%)、鋼(gang)(gang)制(zhi)車(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)595輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(31%)、鋁(lv)(lv)合金車(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)454輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(24%).最初(chu)在東(dong)海道山(shan)陽新(xin)干線上(shang)使(shi)用的(de)車(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(0系(xi)(xi))以及改(gai)良型(100系(xi)(xi))的(de)構(gou)件上(shang)使(shi)用了耐候(hou)鋼(gang)(gang),而在東(dong)北-上(shang)野新(xin)干線電車(che)(200系(xi)(xi))或“希望號”(300系(xi)(xi))上(shang)使(shi)用了鋁(lv)(lv)合金。
上述情況反映在,1980年(昭和55年)鋁合金(jin)車輛(liang)、不銹鋼車輛(liang)開始(shi)增加,而耐候鋼的訂貨量急劇降低到2000~4000t,以后大體沒有變(bian)化(參照(zhao)圖2-4)。