隨著中國高鐵時(shí)代的來臨，時(shí)速公里以上的高速鐵路越來越普及，極大地方便了人們的出行。

    據(jù)了解，一般認(rèn)為列車運(yùn)行的最高速度在每小時(shí)200公里以上的鐵路，就可以叫做高速鐵路。我國自2007年以來開通的動(dòng)車組時(shí)速在200—250公里之間，城際高速列車甚至達(dá)到了300—公里的時(shí)速。那么，高鐵列車高速行駛的秘密在哪里呢？普通列車和高鐵列車之間有什么區(qū)別？恐怕很少人知道，高端工業(yè)鋁材在列車高速行駛的過程中扮演了重要的角色，是高鐵時(shí)代的一個(gè)幕后英雄。

    工業(yè)鋁材：高鐵車廂的最佳搭檔

    列車的高速行駛是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，其中包含很多的技術(shù)條件和方法，而鐵道列車的輕量化是實(shí)現(xiàn)列車高速重載的一個(gè)重要途徑，即在其他條件相同的情況下，列車重量越輕速度就越快。鋁型材無疑是輕量化最好的材料，早在20世紀(jì)50年代，世界上較發(fā)達(dá)的一些國家就開始采用鋁型材來制造鐵路車輛，包括美國、加拿大、日本、俄羅斯、德國和法國等國。

    從材料的特性來分析，比較一下鋁合金和鋼材的密度和強(qiáng)度，我們就知道鋁合金實(shí)在是高鐵車廂的最佳搭檔。鋁合金的密度大概是鋼材密度的三分之一，所以體積相同的話鋁合金的重量是鋼材重量的三分之一。

    以高鐵為例，據(jù)中國有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)鋁業(yè)分會(huì)副主任郎大展介紹，由于材料的特性與焊接方式的現(xiàn)代化，時(shí)速公里以上的高速列車必須使用鋁合金材質(zhì)，350公里以上的列車車廂除底盤外全部使用鋁型材。一個(gè)高鐵車廂使用的鋁合金大概有10噸左右，這樣整個(gè)車廂的重量要比全部使用鋼材減少一半以上。高鐵車廂大量使用鋁合金材質(zhì)，能有效地減少列車的重量，產(chǎn)生更大的牽引力，從而提高速度，并且能節(jié)能減排，實(shí)現(xiàn)一舉多得。

    在強(qiáng)度方面，純鋁的強(qiáng)度很低，但是添加一定元素形成的合金具有較高的強(qiáng)度，其“比強(qiáng)度”（強(qiáng)度與比重的比值）勝過很多合金鋼，成為理想的結(jié)構(gòu)材料。高強(qiáng)度的鋁合金抗拉強(qiáng)度大于480兆帕，完全能符合高鐵列車車廂的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)鋁合金的塑性好，可加工成各種型材，具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和抗蝕性，工業(yè)上廣泛使用。

    鋁合金有多種類別，其中用于高鐵車廂的多是6000系列鋁合金，其合金是鎂和硅兩種元素，是一種鋁鎂硅合金。

    由于工業(yè)鋁型材具有質(zhì)量輕、成型優(yōu)、強(qiáng)度高、耐腐蝕、壽命長(zhǎng)、可再生、少污染、維護(hù)費(fèi)低等多種優(yōu)點(diǎn)，在眾多材料中脫穎而出，已經(jīng)成為了高鐵的最愛。鋁合金材料在車廂上的大規(guī)模使用使得高鐵列車大大減輕了重量，為列車的高速行駛做出了重要貢獻(xiàn)。

    高鐵時(shí)代高端工業(yè)鋁材需求猛增

    由于中國近幾年大規(guī)模發(fā)展高速鐵路，對(duì)高鐵車廂鋁材的需求非常大。

    然而軌道交通車體鋁型材的生產(chǎn)對(duì)技術(shù)要求相當(dāng)高，雖然此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用在國際上已有三十多年的歷史，但工藝復(fù)雜、生產(chǎn)過程控制難度大，世界上只有四、五個(gè)國家能夠生產(chǎn)。四、五年前，我國軌道交通車體鋁型材幾乎全部依賴進(jìn)口，每噸進(jìn)口車體鋁型材價(jià)格最高達(dá)到13萬多元，幾乎是鋁錠價(jià)格的10倍。

    經(jīng)過中國企業(yè)的努力，目前我國在高鐵及軌道交通用鋁材方面已基本實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，擺脫了對(duì)進(jìn)口的依賴?，F(xiàn)在國內(nèi)多家鋁加工企業(yè)已實(shí)現(xiàn)技術(shù)上的生產(chǎn)能力，如山東叢林鋁業(yè)、吉林麥達(dá)斯鋁業(yè)、遼寧忠旺集團(tuán)，山東南山鋁業(yè)、利源鋁業(yè)及湖南晟通鋁業(yè)等都有高鐵及軌道交通用鋁材的生產(chǎn)線，年生產(chǎn)高鐵及軌道交通用鋁材接近5萬噸。

    近些年中國鐵路不斷提速，時(shí)速超過200公里的高鐵越來越普及，鐵道部建設(shè)高鐵的雄心勃勃的計(jì)劃讓高端工業(yè)鋁材的需求猛增，刺激著各個(gè)鋁業(yè)企業(yè)前赴后繼地上馬高鐵鋁合金車廂制造項(xiàng)目。同時(shí)由于地鐵和城市輕軌的車廂也大規(guī)模使用鋁材，快速發(fā)展的城市軌道交通業(yè)也使得鋁合金的需求越來越大。

    到2010年10月底，中國已投入營運(yùn)的高速鐵路網(wǎng)絡(luò)總長(zhǎng)7431公里，長(zhǎng)度居全球之首，且于2012年之前將再增加至公里，這包括新建的高速連線以及時(shí)速200-250公里的列車進(jìn)行升級(jí)的現(xiàn)有軌道。

    到2020年，我國規(guī)劃將建成“四縱四橫”的城際快速客運(yùn)系統(tǒng)，客運(yùn)專線萬公里以上。同時(shí)中國城軌交通里程預(yù)計(jì)在2015年將達(dá)到2100公里，2020年有望達(dá)到3000-3500公里。

    軌道交通車輛的車體主要有鋁合金車和不銹鋼車兩種。中國高速動(dòng)車組分為CRH1、CRH2、CRH3、CRH5四種類型，除CRH1型車體采用的是不銹鋼材外，其余三種動(dòng)車組車體均為鋁合金材，所以我國目前在高速鐵路上行駛的車輛基本都是鋁合金車。

    2009年我國高速鐵路列車車廂生產(chǎn)總數(shù)為1192節(jié)；預(yù)計(jì)2012年車廂生產(chǎn)總數(shù)將增至2400節(jié)；2009年地鐵車廂生產(chǎn)總數(shù)為2628節(jié)，其中鋁制車廂共1799節(jié)；預(yù)計(jì)在2012年車廂生產(chǎn)總數(shù)為2800節(jié)，其中鋁制車廂總數(shù)共2000節(jié)。

    生產(chǎn)設(shè)備多為外國制造

    巨大的潛在需求刺激著鋁型材加工制造企業(yè)，不管是大型國企還是民營企業(yè)，紛紛上馬高端工業(yè)鋁材的生產(chǎn)線，企圖在高鐵及軌道交通的這一輪發(fā)展大潮中分一杯羹。

    然而有一個(gè)值得注意的現(xiàn)象就是雖然高鐵及軌道車輛用鋁材基本實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)，但是這些生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)設(shè)備基本上還是國外品牌。工業(yè)鋁型材的生產(chǎn)設(shè)備主要包括擠壓線和輔助線，目前擠壓機(jī)主要有德國的西馬克和日本的宇部，輔助線主要有意大利的考邁托和美國的格蘭克。雖然國產(chǎn)的生產(chǎn)設(shè)備也不是沒有，如2006年山東叢林鋁業(yè)上馬的擠壓線就是由西安重型機(jī)械研究所研制的，但是現(xiàn)在叢林的輔助線主要用的是考邁托的設(shè)備。

    總的來說，國外的生產(chǎn)線技術(shù)更為成熟、穩(wěn)定，價(jià)格也更貴，大型國企主要使用國外的生產(chǎn)線，尤其是5000噸以上的大型線、自動(dòng)線國內(nèi)基本做不了。雖然國產(chǎn)的生產(chǎn)線基本能達(dá)到要求，價(jià)格也更便宜，但是維護(hù)比較麻煩，使用壽命也不如國外的，民營企業(yè)由于資金不足，多使用國產(chǎn)品牌的生產(chǎn)設(shè)備。

    整體而言，主流的工業(yè)鋁材生產(chǎn)線還是國外的品牌。這樣才能保證生產(chǎn)出來的鋁合金材料具有更可靠的質(zhì)量。所以，中國的工業(yè)鋁型材要真正實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，在生產(chǎn)設(shè)備上還需要加強(qiáng)技術(shù)突破，完成生產(chǎn)線的國產(chǎn)化。

    產(chǎn)能過剩問題雪上加霜

    2011年7月23日溫州動(dòng)車追尾事故的發(fā)生暴露出了中國高鐵事業(yè)快速發(fā)展背后隱藏的一些問題。人們意識(shí)到安全比速度更為重要，8月11日鐵道部宣布將調(diào)整列車開行方案，適當(dāng)降低新建高鐵運(yùn)營初期的速度，京津城際、滬杭高鐵時(shí)速由350公里調(diào)整到300公里；合武、長(zhǎng)吉、秦沈高鐵等時(shí)速由250公里調(diào)整到200公里；客貨混跑的既有線路動(dòng)車組列車時(shí)速由200公里調(diào)整到公里。同時(shí)中國北車集團(tuán)決定召回54列型動(dòng)車組進(jìn)行整改。

    一系列動(dòng)作下來，飛速發(fā)展的中國高鐵將受到明顯的影響，高速列車的需求將下降，高鐵及軌道交通用鋁材的需求肯定也要下降。這對(duì)于紛紛上馬準(zhǔn)備生產(chǎn)高鐵車廂用鋁型材的企業(yè)來說絕不是好消息，一些花了大價(jià)錢上工業(yè)鋁材生產(chǎn)線的民營企業(yè)尤其慘。

    實(shí)際上據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析，就算沒有動(dòng)車事故的影響，中國高鐵及軌交用鋁型材的產(chǎn)能也是過剩的，國內(nèi)企業(yè)一股風(fēng)地瞄準(zhǔn)高鐵市場(chǎng)是不理性的。中國工程院院士、北京工業(yè)大學(xué)教授、金屬材料及其加工專家左鐵鏞認(rèn)為，包括動(dòng)車和地鐵在內(nèi)，一年的車體用鋁材10萬噸就足夠了，而目前全國在建軌道交通用鋁材項(xiàng)目總生產(chǎn)能力約30萬噸，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過當(dāng)前市場(chǎng)需求量，高鐵及軌道交通用鋁材生產(chǎn)能力過剩已成定局。

    要想平衡產(chǎn)能，必須不斷提高國產(chǎn)鋁加工材的質(zhì)量，豐富其品種類型，提高其應(yīng)用價(jià)值，擴(kuò)展鋁型材的使用范圍。據(jù)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)鋁業(yè)分會(huì)郎主任介紹，工業(yè)鋁材在載重汽車、小汽車、運(yùn)煤車廂、國產(chǎn)大飛機(jī)和過街天橋上都具有廣泛的用途，如果配套設(shè)施和技術(shù)完善，工業(yè)鋁材的產(chǎn)能不可能過剩。