在鐵道車輛上,多少年以來一直使用在鋼材上進(jìn)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(dǎo)軌的下部、排雨管、洗面室或出入口附近的地板等,在長達(dá)15年期間內(nèi),底框或骨架的腐蝕將會出現(xiàn)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。
車輛的腐蝕可通過涂漆、部分修繕、更換或重新貼面來進(jìn)行處理,當(dāng)老化程度使修繕費用超過限度時,則表明壽命已盡。
由于必須進(jìn)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(yīng)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(fā)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(xiàn),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(jìn)行耐候鋼的研究,到1963年(昭和38年)已在電車、內(nèi)燃機車、客車、貨車的外板、地板、屋頂、側(cè)面板、容器等上使用。1964年(昭和39年)開業(yè)的東海道新干線的車輛構(gòu)體上也使用了耐候鋼。
1963年(昭和38年)以后的5年間,把耐候鋼作為構(gòu)體部件使用的車輛數(shù)分別是客車320輛、電車3,378輛、新干線電車600輛、內(nèi)燃機車1,634輛、貨車18,575輛。以后,到70年代后期(昭和50年代前期)之前,雖然每年有變動,可是長期以來,耐候鋼在車輛上被采用量大體是一定的。從1963年(昭和38年)到1978年(昭和53年)的16年間,客車2,599輛、電車12,601輛、新干線電車2,647輛、內(nèi)燃機車2,171輛、貨車49,122輛使用了耐候鋼除了貨車外每年平均約1,250輛,包括貨車約4,300輛采用了耐候鋼。
如果按鋼的用途需要進(jìn)行統(tǒng)計(參照圖2-4),從1968年(昭和43年)到1979年(昭和54年)之間約14萬t,平均每年約1萬t的耐候鋼用于鐵道車輛。這個量作為鋼材使用量來說雖然非常少,可是對耐候鋼來說是固定的用途。
另一方面,進(jìn)一步推進(jìn)車輛的輕型化和低維修化,對運輸業(yè)來說是堅持不懈的努力方向,其中被采用的材料的新方向是在構(gòu)件上全面地使用鋁合金和不銹鋼。
部分地使用鋁合金和不銹鋼在這以前就有了,然而把結(jié)構(gòu)構(gòu)件或外板等主要部分全部使用鋁合金或者不銹鋼化的所謂全鋁車輛、全不銹鋼車輛首次出現(xiàn)的時間都在1962年(昭和37年),反而比采用耐候鋼早。從1965年(昭和40年)至1980年(昭和55年),每年生產(chǎn)的鋁合金車輛約100輛,每年生產(chǎn)的不銹鋼車輛約50輛,以后,鋁合金車輛每年增加到300~400輛。1978年(昭和53年)不銹鋼車輛通過設(shè)計方法的改善實現(xiàn)了輕型化,到那時為止,與鋼制車輛相比已減重2/10的車輛,此后又減重約4/10。該結(jié)果使不銹鋼車輛(輕型不銹鋼車輛)的生產(chǎn)每年增加到100輛以上,而且1984年(昭和59年)以后超過500輛,最近每年達(dá)到850~1,100輛。
這樣,現(xiàn)在鋁合金車輛、不銹鋼車輛的保有量已經(jīng)分別超過全部旅客車輛的1/10。根據(jù)報道,1990年(平成2年)日本生產(chǎn)了1,909輛旅客車,其中不銹鋼車輛860輛(45%)、鋼制車輛595輛(31%)、鋁合金車輛454輛(24%).最初在東海道山陽新干線上使用的車輛(0系)以及改良型(100系)的構(gòu)件上使用了耐候鋼,而在東北-上野新干線電車(200系)或“希望號”(300系)上使用了鋁合金。
上述情況反映在,1980年(昭和55年)鋁合金車輛、不銹鋼車輛開始增加,而耐候鋼的訂貨量急劇降低到2000~4000t,以后大體沒有變化(參照圖2-4)。