無論是貨物、原料運輸還是客運，安全而高效的交通運輸對于當(dāng)今社會而言至關(guān)重要。隨著世界人口的增長，交通運輸需求將從2015年的500億人公里增加到2050年的1200億人公里。
在此大背景下，很難想象到，哪一種交通運輸方式不使用鎳或鎳合金。汽車、卡車、軌道車、船舶、飛機甚至自行車都利用了鎳及含鎳合金的諸多優(yōu)點。例如，304型不銹鋼和鎳鐵合金（含鎳量36％）就被用于液化天然氣的海運，因為它們能在極低的天然氣溫度（-163℃）下保持延展性；對于火車車廂而言，304型不銹鋼保證了耐腐蝕性以及良好的強度重量比，而且能在發(fā)生碰撞時，很好地吸收能量；在航空航天領(lǐng)域，高鎳合金保證了發(fā)動機部件的強度和耐用性；在汽車行業(yè)中，鎳越來越多地應(yīng)用于電動汽車（EV）電池。
一進入電動汽車市場就備受期待的特斯拉量產(chǎn)型轎車Model 3，與該公司的高端Model S和Model X相比，車型尺寸更小、結(jié)構(gòu)更簡單。Model 3的續(xù)航里程為345公里，搭載特斯拉新式電池模塊。雖然，其含鎳高性能“2170電池”的具體化學(xué)成分仍未披露，但眾所周知，它是在美國內(nèi)華達州的特斯拉1號超級工廠生產(chǎn)的。據(jù)了解，為了在2018年前達到每年50萬輛的計劃產(chǎn)量，該超級工廠的含鎳鋰離子電池年產(chǎn)量預(yù)計會超過2013年含鎳鋰離子電池的全球產(chǎn)量。
當(dāng)然，電動汽車只是鎳推動交通運輸行業(yè)創(chuàng)新的一個例子，鎳在從自行車到航天火箭的各種運輸應(yīng)用中都扮演著重要角色。本期鎳國際論壇以高速列車中的含鎳不銹鋼為例，剖析鎳的特性與優(yōu)點。
隨著全球公共交通需求的急速增長，許多國家的鐵路公司開始尋找新的解決方案來應(yīng)對日益嚴(yán)峻的難題——如何實現(xiàn)比以往更快的客運。
取代舊式基礎(chǔ)設(shè)施并建設(shè)新式高速鐵路是一種能滿足日益增長需求的解決方案。另外，降低運營成本和能耗，提高乘車安全性，改善交通工具外觀并提高乘坐舒適度現(xiàn)已成為標(biāo)準(zhǔn)要求，扭轉(zhuǎn)公共交通擁擠不堪的不良形象。在實踐過程中，各鐵路公司開始考慮在列車結(jié)構(gòu)中采用含鎳不銹鋼來應(yīng)對這些難題。
瑞典X2000列車：上世紀(jì)80年代末，瑞典SJ國家鐵路公司訂購高速列車時表示，需要一種能保證長期安全、舒適和經(jīng)濟的解決方案，而且維護費用較低、使用壽命較長。為此，通過冷加工以提高強度的304型含鎳不銹鋼（UNS S30400，一種奧氏體合金）成為X2000快速列車堅固車架的最佳選擇。
據(jù)了解，X2000列車由ABB集團生產(chǎn)，于1990~1998年間投入使用。列車車架的首選材料是奧托昆普公司生產(chǎn)的不銹鋼。X2000列車采用特殊設(shè)計，包括傾擺系統(tǒng)和徑向轉(zhuǎn)向架，可以在彎曲軌道上達到每小時200公里的速度，同時不影響乘客的舒適和安全。該款車架具有很高的抗彎剛度，可以減小振動并提高乘坐舒適度。另外，304型不銹鋼還具有優(yōu)良的耐碰撞沖擊性，從而提高了乘客的安全性。
ABB集團經(jīng)過詳盡的壽命周期分析，決定采用不銹鋼作為車架材料。通過計算發(fā)現(xiàn)，從長期來看，不銹鋼比鋁鋼或碳鋼更輕盈、更安全、更經(jīng)濟。例如，每輛列車在30年內(nèi)可以節(jié)省約10萬瑞典克郎的維護費用。此外，每輛列車與碳鋼相比，重量減輕20％左右。車身更輕盈，就意味著驅(qū)動列車所需的能量更少，從而實現(xiàn)了顯著的節(jié)能——每輛列車30年可以節(jié)省約80萬千瓦時的能耗。
如今，經(jīng)過20年的運營，這些列車正在進行全面的技術(shù)和內(nèi)部升級。但原始的不銹鋼車架完好如新，預(yù)計還能再使用20年。
印度高速列車LHB車廂：印度鐵路公司是世界上最大的單一所有權(quán)鐵路網(wǎng)絡(luò)，維系著整個國家的鐵路命脈，每年貨運量超過10億噸，每日客運量超過2300萬人次。該公司擁有約25萬個貨運車廂和近7萬個客運車廂。
隨著印度經(jīng)濟的增長，印度鐵路公司面臨著一個艱巨的任務(wù)——在線路和樞紐容量有限的情況下，滿足日益增長的運輸需求。雖然印度正著手實施相關(guān)計劃引入高速列車，緩解現(xiàn)有交通網(wǎng)絡(luò)的堵塞狀況，但客運車廂的設(shè)計和材料選擇仍以乘客安全作為首要考慮因素。
印度鐵路公司深知含鎳不銹鋼對于改善客運車廂結(jié)構(gòu)和提高乘客安全的重要性，于2001年從德國引進了LHB（linke Hofmann Busch）客運車廂。印度鐵路部相關(guān)人士表示，不銹鋼制成的LHB客運車廂具有更多的內(nèi)置安全特征，因為它們能更有效地吸收脫軌的震動和沖擊，而且在列車脫軌時不容易傾覆，從而減少了事故中的傷亡人數(shù)。據(jù)悉，每節(jié)客運車廂約使用10~11噸不銹鋼，其中40%為奧氏體不銹鋼。
2016年，印度鐵路公司計劃投放4000個LHB客運車廂，并在當(dāng)年的印度鐵路大會上宣布了“到2018年完全改用LHB客運車廂”的計劃。印度鐵路公司加快用含鎳不銹鋼客運車廂完全取代鋼制客運車廂的進程以保障乘客乘車安全，這將極大地推動含鎳不銹鋼在印度的使用。
（本文由國際鎳協(xié)會提供資料整理而成）
