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SUS301L 系列不锈钢在轻量化城轨车辆车体上的应用苏 SUS301L 系列不锈钢在轻量化 城轨车辆车体上的应用 苏 柯，谢红兵，岳译新 （南车株洲电力机车有限公司，湖南 株洲 421001） 摘 要：在综合分析 SUS301L 系列不锈钢主要特性的基础上，提出城轨车辆车体的选材思路与原则，并结合城轨车辆 的车体结构特点和静强度仿真结果，完成某 B 型轻量化不锈钢车体中主要零部件在该系列不锈钢材料中的选用。 关键词：SUS301L 不锈钢；轻量化；城轨车辆；车体；选材 中图分类号：U270.4 文献标识码：A 文章编号：1672- 1187（2010）06- 0023- 04 Application of SUS301L stainless steel on light weight urban rail car body SU Ke, XIE Hong- bing, YUE Yi- xin （CSR Zhuzhou Electric Locomotive Co.，Ltd.，Zhuzhou 412001，China） Abstract：This paper puts forward the process and principle of selecting material on urban rail car body based on analyzing the properties of SUS301L stainless steel. Combining with the structure of car body and results of strength analysis, it finishes selecting the series material of primary parts in the light weight B- model stainless steel metro car body. Key words：SUS301L stainless steel; light weight; urban rail cars；car body；selected material 0 引言 打造绿色轨道交通装备已成为当今社会的要求，即 在额定牵引功率下，尽可能降低能耗以实现运行的高运 能和低成本。从 1972 年石油危机爆发后到能源愈发匮乏 的今天，轻量化成为各种车体的优先发展方向。 日系城轨车辆是车体轻量化的代表，与欧系车辆追 求舒适、豪华而车体质量较大相比，它最大的特点是在追 求实用、可靠的基础上，尽可能减少自身质量。由于原有 的不锈钢板材不能很好地满足车体的强度及制造工艺等 要求，严重影响了车体轻量化的发展。因此早在 1956 年， 日本东急车辆株式会社和钢企合作，开始自主研发车辆 专用的不锈钢材料，其中 SUS301L 系列不锈钢成为国内 外城轨车体的主流材料之一。 本文分析 SUS301L 系列不锈钢的主要特性及相互关 系，并以某 B 型轻量化不锈钢车体的选材原则及静强度 分析为背景，完成车体中相关零部件在该系列不锈钢中 的选用。 1 SUS301L 系列不锈钢材料性能分析 适用于车体的不锈钢材料应具备 4 个条件：强度高， 厚度小，焊接性能好，易冷加工。前两者是车体轻量化的 基本条件，后两者是车体结构加工成型的必要条件。 SUS301L 不锈钢作为车辆专用的不锈钢材料，分析其各 种材料特性、加工性能与车体结构之间的相互关系，可以 为车体通过选材进行轻量化提供理论基础。 1.1 化学成分与抗腐蚀性能 不锈钢能在车体上得以广泛应用的前提是具有优良 的抗腐蚀性能，在设计车体结构的板厚时，不再需要像耐 候钢那样留有腐蚀余量。不锈钢的抗腐蚀性，往往是由其 化学成分决定的。 东急公司开发的第一代真正意义的全不锈钢车体， 使用的主要材料为 SUS301 不锈钢，它是在 SUS304 不锈 钢的基础开发出来的。该钢通过降低 Cr、Ni 的含量，提高 了加工硬化率，但碳含量没有同时降低，而使得其耐晶间 腐蚀能力有所下降。所以在第二代全不锈钢车体上， 收稿日期：2010- 05- 24 作者简介：苏 柯，2008 年毕业于哈尔滨工业大学材料学专业，主要从事城轨车辆车体结构设计工作。 -23- 电力机车与城轨车辆·2010 年第 6 期SUS301 不锈钢又被 SUS301L 不锈钢取代。它们的主要差异是后者通过降低 C 含量改善了焊接接头的抗晶间腐蚀 性，同时添加 N 元素来弥补 C 降低引起的强度不足。 SUS301L 不锈钢材料的化学成分见表 1 [1]。 电力机车与城轨车辆·2010 年第 6 期 SUS301 不锈钢又被 SUS301L 不锈钢取代。它们的主要差 异是后者通过降低 C 含量改善