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)通過涂漆、部分修繕(shan)、更換(huan)或重(zhong)新貼面來進行處理,當(dang)老化程度使修繕(shan)費用超過限(xian)度時,則表明壽命已盡。
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)(nian)(昭(zhao)和(he)38年(nian)(nian)(nian))以后的5年(nian)(nian)(nian)間,把耐(nai)候鋼(gang)(gang)(gang)作為構體部件(jian)使(shi)用(yong)的車(che)輛(liang)(liang)(liang)數(shu)分別是客車(che)320輛(liang)(liang)(liang)、電(dian)(dian)車(che)3,378輛(liang)(liang)(liang)、新(xin)干線(xian)電(dian)(dian)車(che)600輛(liang)(liang)(liang)、內(nei)燃機車(che)1,634輛(liang)(liang)(liang)、貨車(che)18,575輛(liang)(liang)(liang)。以后,到70年(nian)(nian)(nian)代后期(昭(zhao)和(he)50年(nian)(nian)(nian)代前期)之前,雖然(ran)每年(nian)(nian)(nian)有變動(dong),可是長(chang)期以來,耐(nai)候鋼(gang)(gang)(gang)在車(che)輛(liang)(liang)(liang)上被(bei)采用(yong)量大體是一定的。從(cong)1963年(nian)(nian)(nian)(昭(zhao)和(he)38年(nian)(nian)(nian))到1978年(nian)(nian)(nian)(昭(zhao)和(he)53年(nian)(nian)(nian))的16年(nian)(nian)(nian)間,客車(che)2,599輛(liang)(liang)(liang)、電(dian)(dian)車(che)12,601輛(liang)(liang)(liang)、新(xin)干線(xian)電(dian)(dian)車(che)2,647輛(liang)(liang)(liang)、內(nei)燃機車(che)2,171輛(liang)(liang)(liang)、貨車(che)49,122輛(liang)(liang)(liang)使(shi)用(yong)了耐(nai)候鋼(gang)(gang)(gang)除了貨車(che)外每年(nian)(nian)(nian)平均約1,250輛(liang)(liang)(liang),包括(kuo)貨車(che)約4,300輛(liang)(liang)(liang)采用(yong)了耐(nai)候鋼(gang)(gang)(gang)。
如(ru)果按鋼的(de)(de)用途需要進行(xing)統(tong)計(參照圖2-4),從1968年(nian)(nian)(昭和43年(nian)(nian))到1979年(nian)(nian)(昭和54年(nian)(nian))之(zhi)間約(yue)14萬(wan)t,平(ping)均(jun)每年(nian)(nian)約(yue)1萬(wan)t的(de)(de)耐候鋼用于(yu)鐵(tie)道車輛。這(zhe)個量作為鋼材使(shi)用量來說(shuo)雖然(ran)非常少,可是對耐候鋼來說(shuo)是固定的(de)(de)用途。
另一方面(mian),進一步推進車輛的(de)輕型化和(he)低維(wei)修化,對運輸(shu)業(ye)來說(shuo)是堅(jian)持不懈的(de)努(nu)力方向,其中(zhong)被(bei)采用的(de)材(cai)料的(de)新(xin)方向是在(zai)構(gou)件上全(quan)面(mian)地(di)使用鋁合金和(he)不銹鋼。
部分地使用鋁(lv)合金(jin)和(he)(he)不銹(xiu)鋼(gang)在(zai)(zai)這以前就有了,然而把結(jie)構構件或外板等主要部分全部使用鋁(lv)合金(jin)或者不銹(xiu)鋼(gang)化(hua)的(de)所(suo)謂全鋁(lv)車(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)、全不銹(xiu)鋼(gang)車(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)首次出現(xian)的(de)時間(jian)都在(zai)(zai)1962年(nian)(nian)(昭(zhao)和(he)(he)37年(nian)(nian)),反而比(bi)采用耐候(hou)鋼(gang)早。從1965年(nian)(nian)(昭(zhao)和(he)(he)40年(nian)(nian))至(zhi)1980年(nian)(nian)(昭(zhao)和(he)(he)55年(nian)(nian)),每(mei)年(nian)(nian)生(sheng)產的(de)鋁(lv)合金(jin)車(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)約(yue)100輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang),每(mei)年(nian)(nian)生(sheng)產的(de)不銹(xiu)鋼(gang)車(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)約(yue)50輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang),以后,鋁(lv)合金(jin)車(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)每(mei)年(nian)(nian)增加(jia)到(dao)300~400輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)。1978年(nian)(nian)(昭(zhao)和(he)(he)53年(nian)(nian))不銹(xiu)鋼(gang)車(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)通(tong)過設計方法的(de)改(gai)善實現(xian)了輕型化(hua),到(dao)那(nei)時為止,與鋼(gang)制(zhi)車(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)相比(bi)已減(jian)重(zhong)2/10的(de)車(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang),此后又(you)減(jian)重(zhong)約(yue)4/10。該結(jie)果(guo)使不銹(xiu)鋼(gang)車(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(輕型不銹(xiu)鋼(gang)車(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang))的(de)生(sheng)產每(mei)年(nian)(nian)增加(jia)到(dao)100輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)以上(shang),而且1984年(nian)(nian)(昭(zhao)和(he)(he)59年(nian)(nian))以后超過500輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang),最(zui)近每(mei)年(nian)(nian)達到(dao)850~1,100輛(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)。
這(zhe)樣,現在(zai)鋁(lv)合(he)金(jin)車(che)(che)輛(liang)、不(bu)銹鋼(gang)車(che)(che)輛(liang)的保有量已經分別超過全部旅客車(che)(che)輛(liang)的1/10。根據報道,1990年(平成2年)日本生產(chan)了(le)1,909輛(liang)旅客車(che)(che),其中不(bu)銹鋼(gang)車(che)(che)輛(liang)860輛(liang)(45%)、鋼(gang)制(zhi)車(che)(che)輛(liang)595輛(liang)(31%)、鋁(lv)合(he)金(jin)車(che)(che)輛(liang)454輛(liang)(24%).最(zui)初在(zai)東海道山陽(yang)新(xin)干線上使(shi)用的車(che)(che)輛(liang)(0系(xi)(xi))以及改良(liang)型(100系(xi)(xi))的構件上使(shi)用了(le)耐候鋼(gang),而在(zai)東北-上野(ye)新(xin)干線電(dian)車(che)(che)(200系(xi)(xi))或(huo)“希望(wang)號”(300系(xi)(xi))上使(shi)用了(le)鋁(lv)合(he)金(jin)。
上述情況反映在,1980年(nian)(昭和(he)55年(nian))鋁(lv)合金車輛(liang)、不銹鋼(gang)車輛(liang)開始增(zeng)加,而耐候鋼(gang)的訂貨量急劇降(jiang)低到2000~4000t,以后(hou)大體沒有(you)變化(hua)(參照圖(tu)2-4)。