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。
車輛的腐蝕可通過(guo)(guo)涂漆、部分修(xiu)繕、更換或(huo)重新貼面來(lai)進(jin)行處理,當老化程度使修(xiu)繕費用超過(guo)(guo)限(xian)度時,則表(biao)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)(nian)(昭和(he)(he)38年(nian)(nian)(nian)(nian))以后(hou)的5年(nian)(nian)(nian)(nian)間(jian),把耐(nai)候(hou)鋼(gang)作為構體部件使用的車(che)(che)(che)輛(liang)(liang)數分別(bie)是(shi)客車(che)(che)(che)320輛(liang)(liang)、電(dian)車(che)(che)(che)3,378輛(liang)(liang)、新干(gan)線電(dian)車(che)(che)(che)600輛(liang)(liang)、內燃機(ji)車(che)(che)(che)1,634輛(liang)(liang)、貨(huo)車(che)(che)(che)18,575輛(liang)(liang)。以后(hou),到70年(nian)(nian)(nian)(nian)代后(hou)期(qi)(昭和(he)(he)50年(nian)(nian)(nian)(nian)代前期(qi))之前,雖然每年(nian)(nian)(nian)(nian)有(you)變動,可(ke)是(shi)長(chang)期(qi)以來,耐(nai)候(hou)鋼(gang)在車(che)(che)(che)輛(liang)(liang)上被采用量大體是(shi)一定的。從1963年(nian)(nian)(nian)(nian)(昭和(he)(he)38年(nian)(nian)(nian)(nian))到1978年(nian)(nian)(nian)(nian)(昭和(he)(he)53年(nian)(nian)(nian)(nian))的16年(nian)(nian)(nian)(nian)間(jian),客車(che)(che)(che)2,599輛(liang)(liang)、電(dian)車(che)(che)(che)12,601輛(liang)(liang)、新干(gan)線電(dian)車(che)(che)(che)2,647輛(liang)(liang)、內燃機(ji)車(che)(che)(che)2,171輛(liang)(liang)、貨(huo)車(che)(che)(che)49,122輛(liang)(liang)使用了耐(nai)候(hou)鋼(gang)除(chu)了貨(huo)車(che)(che)(che)外每年(nian)(nian)(nian)(nian)平均(jun)約1,250輛(liang)(liang),包括(kuo)貨(huo)車(che)(che)(che)約4,300輛(liang)(liang)采用了耐(nai)候(hou)鋼(gang)。
如果按(an)鋼的(de)用(yong)途需要進行(xing)統(tong)計(參(can)照(zhao)圖2-4),從1968年(昭(zhao)和(he)43年)到(dao)1979年(昭(zhao)和(he)54年)之間約(yue)14萬t,平(ping)均每年約(yue)1萬t的(de)耐候鋼用(yong)于鐵道車(che)輛。這個量作為鋼材使用(yong)量來說雖然非常少,可是(shi)對耐候鋼來說是(shi)固定的(de)用(yong)途。
另一方(fang)(fang)面,進一步(bu)推進車輛的(de)輕(qing)型化和低維(wei)修化,對運輸業來說是(shi)堅持不懈的(de)努力方(fang)(fang)向,其(qi)中被(bei)采(cai)用的(de)材料的(de)新(xin)方(fang)(fang)向是(shi)在(zai)構件上(shang)全面地使用鋁合金和不銹(xiu)鋼。
部分地(di)使(shi)(shi)用(yong)鋁(lv)(lv)(lv)合(he)(he)金(jin)(jin)和(he)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)在這以(yi)前就有了(le),然而把(ba)結構構件(jian)或(huo)外板等主(zhu)要部分全部使(shi)(shi)用(yong)鋁(lv)(lv)(lv)合(he)(he)金(jin)(jin)或(huo)者不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)化(hua)(hua)的(de)所(suo)謂全鋁(lv)(lv)(lv)車(che)(che)(che)(che)輛(liang)、全不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)車(che)(che)(che)(che)輛(liang)首次(ci)出現的(de)時(shi)間(jian)都在1962年(nian)(nian)(昭和(he)37年(nian)(nian)),反而比采用(yong)耐候鋼(gang)(gang)(gang)(gang)早。從1965年(nian)(nian)(昭和(he)40年(nian)(nian))至1980年(nian)(nian)(昭和(he)55年(nian)(nian)),每(mei)年(nian)(nian)生產(chan)(chan)的(de)鋁(lv)(lv)(lv)合(he)(he)金(jin)(jin)車(che)(che)(che)(che)輛(liang)約(yue)100輛(liang),每(mei)年(nian)(nian)生產(chan)(chan)的(de)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)車(che)(che)(che)(che)輛(liang)約(yue)50輛(liang),以(yi)后,鋁(lv)(lv)(lv)合(he)(he)金(jin)(jin)車(che)(che)(che)(che)輛(liang)每(mei)年(nian)(nian)增(zeng)加到(dao)(dao)300~400輛(liang)。1978年(nian)(nian)(昭和(he)53年(nian)(nian))不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)車(che)(che)(che)(che)輛(liang)通過設計方(fang)法的(de)改(gai)善實現了(le)輕(qing)型(xing)化(hua)(hua),到(dao)(dao)那(nei)時(shi)為止(zhi),與鋼(gang)(gang)(gang)(gang)制車(che)(che)(che)(che)輛(liang)相比已減重2/10的(de)車(che)(che)(che)(che)輛(liang),此(ci)后又減重約(yue)4/10。該結果(guo)使(shi)(shi)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)車(che)(che)(che)(che)輛(liang)(輕(qing)型(xing)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)車(che)(che)(che)(che)輛(liang))的(de)生產(chan)(chan)每(mei)年(nian)(nian)增(zeng)加到(dao)(dao)100輛(liang)以(yi)上,而且(qie)1984年(nian)(nian)(昭和(he)59年(nian)(nian))以(yi)后超過500輛(liang),最近每(mei)年(nian)(nian)達到(dao)(dao)850~1,100輛(liang)。
這樣,現在鋁(lv)合(he)金車(che)輛(liang)、不(bu)銹鋼車(che)輛(liang)的(de)保(bao)有量(liang)已經(jing)分(fen)別超過全部旅(lv)客車(che)輛(liang)的(de)1/10。根(gen)據(ju)報道(dao),1990年(nian)(平(ping)成2年(nian))日本生產了(le)1,909輛(liang)旅(lv)客車(che),其中不(bu)銹鋼車(che)輛(liang)860輛(liang)(45%)、鋼制車(che)輛(liang)595輛(liang)(31%)、鋁(lv)合(he)金車(che)輛(liang)454輛(liang)(24%).最初在東(dong)海道(dao)山陽(yang)新干線(xian)上使用的(de)車(che)輛(liang)(0系)以及改良型(100系)的(de)構件上使用了(le)耐候鋼,而在東(dong)北-上野新干線(xian)電車(che)(200系)或“希望號”(300系)上使用了(le)鋁(lv)合(he)金。
上述情(qing)況反映在,1980年(nian)(昭和55年(nian))鋁合金車輛(liang)、不銹鋼(gang)車輛(liang)開始增加,而(er)耐候鋼(gang)的(de)訂(ding)貨(huo)量急劇降低到2000~4000t,以后大體沒有變化(參照(zhao)圖2-4)。