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)涂漆(qi)、部分修(xiu)繕(shan)、更換(huan)或重新貼(tie)面(mian)來(lai)進行處(chu)理,當老化程度使修(xiu)繕(shan)費用超過(guo)限度時,則(ze)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(zhao)和38年(nian)(nian)(nian))以(yi)后的(de)(de)5年(nian)(nian)(nian)間(jian),把耐候(hou)鋼(gang)作為(wei)構體部件(jian)使(shi)(shi)用的(de)(de)車(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)數分別是(shi)客車(che)(che)(che)(che)320輛(liang)(liang)、電(dian)車(che)(che)(che)(che)3,378輛(liang)(liang)、新干線電(dian)車(che)(che)(che)(che)600輛(liang)(liang)、內燃機車(che)(che)(che)(che)1,634輛(liang)(liang)、貨(huo)車(che)(che)(che)(che)18,575輛(liang)(liang)。以(yi)后,到70年(nian)(nian)(nian)代(dai)后期(qi)(qi)(昭(zhao)和50年(nian)(nian)(nian)代(dai)前期(qi)(qi))之前,雖然每年(nian)(nian)(nian)有變動(dong),可是(shi)長期(qi)(qi)以(yi)來,耐候(hou)鋼(gang)在車(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)上被采(cai)用量大(da)體是(shi)一(yi)定的(de)(de)。從1963年(nian)(nian)(nian)(昭(zhao)和38年(nian)(nian)(nian))到1978年(nian)(nian)(nian)(昭(zhao)和53年(nian)(nian)(nian))的(de)(de)16年(nian)(nian)(nian)間(jian),客車(che)(che)(che)(che)2,599輛(liang)(liang)、電(dian)車(che)(che)(che)(che)12,601輛(liang)(liang)、新干線電(dian)車(che)(che)(che)(che)2,647輛(liang)(liang)、內燃機車(che)(che)(che)(che)2,171輛(liang)(liang)、貨(huo)車(che)(che)(che)(che)49,122輛(liang)(liang)使(shi)(shi)用了(le)耐候(hou)鋼(gang)除了(le)貨(huo)車(che)(che)(che)(che)外(wai)每年(nian)(nian)(nian)平均約1,250輛(liang)(liang),包括貨(huo)車(che)(che)(che)(che)約4,300輛(liang)(liang)采(cai)用了(le)耐候(hou)鋼(gang)。
如(ru)果按(an)鋼(gang)(gang)的用(yong)(yong)途需要(yao)進行統(tong)計(參照圖2-4),從1968年(昭和43年)到(dao)1979年(昭和54年)之間約14萬(wan)t,平均每年約1萬(wan)t的耐候鋼(gang)(gang)用(yong)(yong)于鐵(tie)道車輛。這個量作(zuo)為(wei)鋼(gang)(gang)材使(shi)用(yong)(yong)量來說雖然非常少,可是(shi)對耐候鋼(gang)(gang)來說是(shi)固定的用(yong)(yong)途。
另一方面,進一步推進車(che)輛(liang)的(de)(de)輕型化和低維修化,對運輸業來說是堅持不懈的(de)(de)努力方向(xiang),其中(zhong)被采用(yong)的(de)(de)材料的(de)(de)新方向(xiang)是在構(gou)件上全面地使用(yong)鋁合(he)金和不銹(xiu)鋼(gang)。
部(bu)分地(di)使(shi)(shi)用鋁(lv)合(he)金和(he)(he)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)在(zai)這以(yi)前就(jiu)有了(le),然(ran)而把結構(gou)構(gou)件(jian)或(huo)外板等主(zhu)要部(bu)分全部(bu)使(shi)(shi)用鋁(lv)合(he)金或(huo)者不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)化的(de)(de)所(suo)謂全鋁(lv)車(che)(che)輛(liang)(liang)、全不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)車(che)(che)輛(liang)(liang)首次出現的(de)(de)時間(jian)都在(zai)1962年(nian)(nian)(nian)(昭和(he)(he)37年(nian)(nian)(nian)),反(fan)而比采用耐候鋼(gang)(gang)早。從1965年(nian)(nian)(nian)(昭和(he)(he)40年(nian)(nian)(nian))至(zhi)1980年(nian)(nian)(nian)(昭和(he)(he)55年(nian)(nian)(nian)),每(mei)(mei)年(nian)(nian)(nian)生(sheng)產(chan)(chan)的(de)(de)鋁(lv)合(he)金車(che)(che)輛(liang)(liang)約(yue)(yue)100輛(liang)(liang),每(mei)(mei)年(nian)(nian)(nian)生(sheng)產(chan)(chan)的(de)(de)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)車(che)(che)輛(liang)(liang)約(yue)(yue)50輛(liang)(liang),以(yi)后(hou),鋁(lv)合(he)金車(che)(che)輛(liang)(liang)每(mei)(mei)年(nian)(nian)(nian)增加到300~400輛(liang)(liang)。1978年(nian)(nian)(nian)(昭和(he)(he)53年(nian)(nian)(nian))不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)車(che)(che)輛(liang)(liang)通(tong)過設計(ji)方法的(de)(de)改(gai)善實現了(le)輕(qing)型(xing)化,到那時為止,與鋼(gang)(gang)制車(che)(che)輛(liang)(liang)相比已減(jian)重2/10的(de)(de)車(che)(che)輛(liang)(liang),此(ci)后(hou)又減(jian)重約(yue)(yue)4/10。該結果使(shi)(shi)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)車(che)(che)輛(liang)(liang)(輕(qing)型(xing)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)車(che)(che)輛(liang)(liang))的(de)(de)生(sheng)產(chan)(chan)每(mei)(mei)年(nian)(nian)(nian)增加到100輛(liang)(liang)以(yi)上,而且1984年(nian)(nian)(nian)(昭和(he)(he)59年(nian)(nian)(nian))以(yi)后(hou)超(chao)過500輛(liang)(liang),最近每(mei)(mei)年(nian)(nian)(nian)達到850~1,100輛(liang)(liang)。
這樣(yang),現在(zai)鋁(lv)合(he)金車(che)輛(liang)、不銹鋼(gang)車(che)輛(liang)的保有量已經分別超(chao)過全部旅(lv)(lv)客車(che)輛(liang)的1/10。根據報道,1990年(nian)(平成2年(nian))日(ri)本生產了1,909輛(liang)旅(lv)(lv)客車(che),其中不銹鋼(gang)車(che)輛(liang)860輛(liang)(45%)、鋼(gang)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(zai)東海(hai)道山陽新干(gan)線上使用的車(che)輛(liang)(0系)以及(ji)改良型(100系)的構件上使用了耐候鋼(gang),而(er)在(zai)東北-上野新干(gan)線電車(che)(200系)或(huo)“希望號”(300系)上使用了鋁(lv)合(he)金。
上述情況反映在,1980年(nian)(nian)(昭和(he)55年(nian)(nian))鋁(lv)合金車輛、不銹鋼車輛開(kai)始增(zeng)加,而耐候(hou)鋼的訂(ding)貨(huo)量急劇降低到2000~4000t,以(yi)后大(da)體沒有變化(參照圖2-4)。