Факультет высшего образования
Кафедра ОПД
Реферат
по дисциплине « Материаловедение, технология конструкционных материалов и сварочного производства »
Тема: Применение алюминиевых сплавов на железнодорожном транспорте
Выполнил: студент. Хамидуллаев А.Г
Шифр 217-ПСв\к-927
преподаватель Соловьев Н.М
Челябинск
Оглавление
Введение. 3
1. Использование антикоррозийных свойств алюминиевых сплавов. 4
2. Использование сплавов в железнодорожной промышленности и вагоностроении 7
3. Применение алюминиевых сплавов вжелезнодорожном транспорте. 9
Заключение. 13
Список использованной литературы.. 15
Введение
В наше время алюминий и его сплавы заняли прочную позицию во многих сферах экономики и промышленности, и в частности в транспортном сегменте. Судостроение, автомобилестроение, авиация, космические корабли, и конечно же железнодорожный транспорт. На долю транспортной промышленности приходится около 27% мирового потребления алюминия, и с течением времени его распространённость будет только увеличиваться.
Алюминий ценится за его прочность и лёгкость, стойкость к коррозии и внешним факторам. Всё это делает его универсальным материалом, без которого современный мир развивался бы не такими быстрыми темпами.
На железнодорожном транспорте применение алюминия началось практически одновременно с образованием алюминиевой промышленности. В 1894 году железнодорожная компания банкира Джона Пирпонта Моргана начала выпуск пассажирских вагонов с сидениями из алюминия. Но в начале алюминий оказался наиболее востребован в грузоперевозочном секторе, потому что составы, выполненные из него и его сплавов, были легче и, как следствие, позволяли перевозить больше полезной массы. Первые вагоны из алюминия появились в 1931 году в США. Они были выполнены по конструкции хоппера – вагона для перевозки сыпучих грузов с люками для разгрузки в нижней части.
Цель работы – изучение применения алюминиевых сплавов в железно дорожным строительстве.
Для достижения данной цели необходимо решить следующие задачи:
- изложить использование антикоррозийных свойств алюминиевых сплавов;
- определить использование сплавов в железнодорожной промышленности и вагоностроении;
- определить применение алюминиевых сплавов в строительстве и транспорте.
Использование антикоррозийных свойств алюминиевых сплавов
Наибольшее распространение получили алюминиевые сплавы благодаря своей высокой стойкости против коррозии не только в специальных,- сооружениях, эксплуатирующихся в условиях особо агрессивной среды, но и в обычных гражданских и промышленных зданиях для элементов, которые испытывают атмосферные воздействия.
Кровля из алюминиевых листов, благодаря совмещению несущих и ограждающих функций в ряде случаев дешевле других кровель. Если даже первоначальные затраты на нее будут выше, чем на другие типы покрытий, то алюминиевая кровля окупит себя в короткое время, так как она почти не требует профилактического ремонта и срок службы ее во много раз длиннее, чем обычных кровель.
а) В Швейцарии и Западной Германии штампованная алюминиевая кровля применяется в виде ленты шириной 580 мм и толщиной 0,7 мм. Материалом для листа служит алюминиевом арганцевый сплав.
Гофрировка ленты соответствует размерам крепежных шипов, выполненных в форме "ласточкиного хвоста" (фиг. 8,а), на которые лента одевается при разворачивании рулона поперек ската. Вдоль оката делается нахлестка на нижележащие ленты 80 мм.
б) В американской строительной практике для кровли также используется алюминиево-марганцевый сплав, но в виде штампованных картин размером 6000X570 мм при толщине 0.7 мм (фиг.8,б). Расстояние между элементами обрешетки по окату принимается, исходя из несущей способности настила 1,5 - 1,8 м. Крепление картин к обрешетке производится с помощью клямер.
в) Алюминиевая кровля может применяться в виде волнистых листов небольшой толщины (до 1 мм). В Австралии такие листы используются для покрытий зерновых складов и для изготовления емкостей под зерно.
г) Исходя из декоративных целей, кровельный настил, выполненный из алюминиевых сплавов, может быть окрашен в любые цвета с помощью цветного анодирования. Так, например, купол главного павильона американской выставки в парке Сокольники был собран из панелей золотистого цвета. Попутно отметим, что каждая панель представляла собой шестиугольный пространственный элемент с трубчатыми распорками. Толщина листов - 2,5 мм. Для водонепроницаемости швы между панелями заливались жидкой резиной. Диаметр купола - 61 м, вес - 47 тонн, расход металла на 1 м2 составил около 17 кг.
д) К. К. Муханов и др.4 изучили эффективность применения алюминиевых сплавов в ограждающих конструкциях промышленных зданий с точки зрения единовременных затрат при строительстве. Исследователи пришли к выводу, что в холодных покрытиях алюминиевая волнистая кровля на 47% дешевле стальной и почти в 3 раза экономичнее рубероидной по железобетонным плитам.
Уменьшение веса кровли снижает стоимость строительных конструкций здания до 12%. Доказана высокая эффективность специальных алюминиевых панелей для теплых покрытий.
Химическая стойкость алюминия по отношению ко многим кислотам и щелочам делает этот металл и его сплавы незаменимыми для возведения емкостей и трубопроводов в химической и топливной промышленности для хранения и транспортирования продуктов, богатых сернистыми соединениями.
В 1957 - 1958 годах на строительстве комбината синтетических жирозаменителей в Волгодонске было сооружено семь крупных резервуаров из листов алюминиево-магниевого сплава.
Соединения - сварные, осуществленные на укрупнительной сборке с помощью ручной электродуговой сварки, и монтажные, сваренные газовой сваркой.
На Киевском заводе химического аппаратостроения "Большевик" изготовляются алюминиевые сосуды диаметром до 3000 мм и толщиной стенок до 16 мм. При этом успешно применяется автоматическая сварка "расщепленным" электродом.
Для хранения нефтепродуктов можно строить комбинированные резервуары: из алюминиевых сплавов изготовлять элементы, наиболее подверженные коррозии, верхние листы стенок, конструкции покрытий, кровлю; остальные части резервуаров могут быть изготовлены из стали.
Алюминиевые трубы целесообразно применять для трубопроводов в химической и нефтяной промышленности. Антикоррозийные свойства этих сплавов позволяют не делать наружную изоляцию, а также увеличивают длительность эксплуатации сооружений (благодаря устойчивости против агрессивного воздействия транспортируемой среды.
Достоинством таких трубопроводов является также и то, что сопротивление движению жидкостей или газов в более гладких алюминиевых трубах на 10 - 15% меньше, чем в стальных, а поэтому можно соответственно уменьшить мощность компрессорных станций.
Институтом электросварки им. Е. О. Патона смонтированы два опытных трубопровода диаметром 160 мм из технического алюминия.
В США также ведется опытное строительство алюминиевых трубопроводов. С 1947 по 1957 гг. протяженность таких линий увеличилась почти на 40 км (при общей длине стальных трубопроводов в несколько десятков тысяч километров).