استفاده از آلومینیوم در تولید قطارهای بخار به جلو است

مانند صنعت خودرو، فولاد و آلومینیوم مواد غالب مورد استفاده در این صنعت هستندساخت بدنه قطاراز جمله بوفه های قطار، سقف، پانل های کف و ریل های کانتی که کف قطار را به دیواره کناری متصل می کند.آلومینیوم مزایای زیادی برای قطارهای پرسرعت دارد: سبکی نسبی آن در مقایسه با فولاد، مونتاژ آسان تر به دلیل کاهش قطعات و مقاومت در برابر خوردگی بالا.اگرچه آلومینیوم حدود 1/3 وزن فولاد است، اکثر قطعات آلومینیومی مورد استفاده در صنعت حمل و نقل تقریباً نصف وزن قطعات فولادی مربوطه را به دلیل نیاز به استحکام دارند.

آلیاژهای آلومینیوم مورد استفاده در واگن های ریلی سبک وزن (بیشتر سری 5xxx و 6xxx مانند در صنعت خودروسازی، اما همچنین سری 7xxx برای الزامات استحکام بالا) دارای چگالی کمتری در مقایسه با فولاد (بدون کاهش مقاومت) و همچنین شکل پذیری عالی هستند. و مقاومت در برابر خوردگیمتداول ترین آلیاژها برای قطارها عبارتند از 5083-H111، 5059، 5383، 6060 و جدیدتر 6082. به عنوان مثال، قطارهای پرسرعت Shinkansen ژاپن عمدتا حاوی آلیاژ 5083 و حدود 7075 هستند که بیشتر در صنعت هوافضا آلمان استفاده می شود. Transrapid بیشتر از ورق 5005 برای پانل ها و 6061، 6063 و 6005 برای اکستروژن استفاده می کند.علاوه بر این، کابل های آلیاژ آلومینیوم نیز به طور فزاینده ای به عنوان جایگزینی برای کابل های هسته مسی سنتی در انتقال و تاسیسات راه آهن استفاده می شود.

به این ترتیب، مزیت اصلی آلومینیوم نسبت به فولاد، تضمین مصرف انرژی کمتر در قطارهای پرسرعت و افزایش ظرفیت بار قابل حمل به ویژه در قطارهای باری است.در سیستم‌های حمل‌ونقل سریع و راه‌آهن حومه‌ای، که در آن قطارها باید توقف‌های زیادی داشته باشند، می‌توان به صرفه‌جویی قابل توجهی در هزینه‌ها دست یافت، زیرا در صورت استفاده از واگن‌های آلومینیومی، انرژی کمتری برای شتاب و ترمز مورد نیاز است.قطارهای سبک وزن همراه با سایر اقدامات مشابه می تواند مصرف انرژی را تا 60 درصد در واگن های جدید کاهش دهد.

نتیجه نهایی این است که برای آخرین نسل قطارهای منطقه ای و پرسرعت، آلومینیوم با موفقیت جایگزین فولاد به عنوان ماده انتخابی شده است.این واگن ها به طور متوسط ​​5 تن آلومینیوم در هر واگن مصرف می کنند.از آنجایی که برخی از اجزای فولادی درگیر هستند (مانند چرخ‌ها و مکانیسم‌های بلبرینگ)، چنین واگن‌هایی معمولاً یک سوم سبک‌تر از واگن‌های فولادی هستند.به لطف صرفه جویی در انرژی، هزینه های اولیه تولید بالاتر برای واگن های سبک وزن (در مقایسه با فولاد) پس از حدود دو سال و نیم بهره برداری بازیابی می شود.با نگاهی به آینده، مواد فیبر کربنی کاهش وزن بیشتری را به همراه خواهند داشت.