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(de)腐蝕可通過涂漆、部分修(xiu)(xiu)繕、更換或重新貼面(mian)來進行處(chu)理,當老化程度使修(xiu)(xiu)繕費用超(chao)過限(xian)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)(nian)(昭和(he)(he)(he)38年(nian)(nian)(nian))以后的5年(nian)(nian)(nian)間(jian),把耐(nai)(nai)候(hou)鋼(gang)作為(wei)構體(ti)部件使用的車(che)(che)(che)輛數分別是(shi)客(ke)(ke)車(che)(che)(che)320輛、電(dian)(dian)車(che)(che)(che)3,378輛、新干線電(dian)(dian)車(che)(che)(che)600輛、內燃機車(che)(che)(che)1,634輛、貨(huo)車(che)(che)(che)18,575輛。以后,到(dao)70年(nian)(nian)(nian)代后期(qi)(qi)(昭和(he)(he)(he)50年(nian)(nian)(nian)代前(qian)期(qi)(qi))之(zhi)前(qian),雖然每(mei)(mei)年(nian)(nian)(nian)有變動,可是(shi)長(chang)期(qi)(qi)以來,耐(nai)(nai)候(hou)鋼(gang)在車(che)(che)(che)輛上被采(cai)用量大體(ti)是(shi)一定的。從1963年(nian)(nian)(nian)(昭和(he)(he)(he)38年(nian)(nian)(nian))到(dao)1978年(nian)(nian)(nian)(昭和(he)(he)(he)53年(nian)(nian)(nian))的16年(nian)(nian)(nian)間(jian),客(ke)(ke)車(che)(che)(che)2,599輛、電(dian)(dian)車(che)(che)(che)12,601輛、新干線電(dian)(dian)車(che)(che)(che)2,647輛、內燃機車(che)(che)(che)2,171輛、貨(huo)車(che)(che)(che)49,122輛使用了(le)耐(nai)(nai)候(hou)鋼(gang)除(chu)了(le)貨(huo)車(che)(che)(che)外每(mei)(mei)年(nian)(nian)(nian)平(ping)均約1,250輛,包括貨(huo)車(che)(che)(che)約4,300輛采(cai)用了(le)耐(nai)(nai)候(hou)鋼(gang)。
如果按鋼(gang)的(de)(de)用途需要進行統計(參照圖2-4),從(cong)1968年(nian)(昭(zhao)(zhao)和43年(nian))到(dao)1979年(nian)(昭(zhao)(zhao)和54年(nian))之(zhi)間約14萬t,平均(jun)每年(nian)約1萬t的(de)(de)耐候鋼(gang)用于鐵道車輛。這個量(liang)作(zuo)為鋼(gang)材使用量(liang)來(lai)說雖(sui)然(ran)非常少,可(ke)是對耐候鋼(gang)來(lai)說是固定的(de)(de)用途。
另一方面(mian),進一步推(tui)進車輛(liang)的(de)輕型(xing)化和低維修(xiu)化,對運輸業(ye)來說是堅持(chi)不懈(xie)的(de)努力方向(xiang),其中被采(cai)用(yong)的(de)材料(liao)的(de)新方向(xiang)是在(zai)構件(jian)上全面(mian)地使用(yong)鋁合金和不銹鋼。
部(bu)分(fen)地使(shi)用(yong)(yong)(yong)鋁(lv)(lv)合金和(he)(he)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)在這以(yi)(yi)前(qian)就有了(le),然而把結構構件(jian)或外板(ban)等(deng)主要部(bu)分(fen)全(quan)部(bu)使(shi)用(yong)(yong)(yong)鋁(lv)(lv)合金或者不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)化的(de)(de)(de)所謂全(quan)鋁(lv)(lv)車(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)、全(quan)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)車(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)首次出現的(de)(de)(de)時(shi)間都在1962年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(昭和(he)(he)37年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)),反(fan)而比采用(yong)(yong)(yong)耐候鋼(gang)(gang)(gang)早。從1965年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(昭和(he)(he)40年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian))至1980年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(昭和(he)(he)55年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)),每年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)生產(chan)的(de)(de)(de)鋁(lv)(lv)合金車(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)約100輛(liang)(liang)(liang),每年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)生產(chan)的(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)車(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)約50輛(liang)(liang)(liang),以(yi)(yi)后(hou),鋁(lv)(lv)合金車(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)每年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)增加到300~400輛(liang)(liang)(liang)。1978年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(昭和(he)(he)53年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian))不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)車(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)通過(guo)設計方(fang)法的(de)(de)(de)改(gai)善實(shi)現了(le)輕型(xing)化,到那時(shi)為止(zhi),與鋼(gang)(gang)(gang)制車(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)相(xiang)比已減重(zhong)2/10的(de)(de)(de)車(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang),此后(hou)又減重(zhong)約4/10。該結果(guo)使(shi)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)車(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)(輕型(xing)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)車(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang))的(de)(de)(de)生產(chan)每年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)增加到100輛(liang)(liang)(liang)以(yi)(yi)上,而且1984年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(昭和(he)(he)59年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian))以(yi)(yi)后(hou)超過(guo)500輛(liang)(liang)(liang),最近每年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)達到850~1,100輛(liang)(liang)(liang)。
這樣,現在(zai)鋁(lv)合金(jin)(jin)車(che)(che)(che)輛(liang)、不銹鋼車(che)(che)(che)輛(liang)的保有量已經分別(bie)超過全部旅客車(che)(che)(che)輛(liang)的1/10。根(gen)據報道,1990年(平成(cheng)2年)日本(ben)生產(chan)了1,909輛(liang)旅客車(che)(che)(che),其(qi)中不銹鋼車(che)(che)(che)輛(liang)860輛(liang)(45%)、鋼制車(che)(che)(che)輛(liang)595輛(liang)(31%)、鋁(lv)合金(jin)(jin)車(che)(che)(che)輛(liang)454輛(liang)(24%).最初在(zai)東海道山(shan)陽(yang)新(xin)干線(xian)上使用的車(che)(che)(che)輛(liang)(0系)以(yi)及(ji)改良(liang)型(100系)的構件(jian)上使用了耐候鋼,而在(zai)東北-上野新(xin)干線(xian)電車(che)(che)(che)(200系)或“希(xi)望(wang)號”(300系)上使用了鋁(lv)合金(jin)(jin)。
上述情況反映(ying)在,1980年(昭和55年)鋁合金車輛、不銹鋼車輛開(kai)始(shi)增加,而(er)耐(nai)候鋼的訂貨量急劇降低到2000~4000t,以后(hou)大體(ti)沒有(you)變化(參(can)照圖2-4)。