無論是國內(nèi)還是國外，未來在不斷的城鎮(zhèn)化進(jìn)程中，軌道交通裝備都將扮演著十分重要的角色，市場(chǎng)發(fā)展空間巨大。
據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)，盡管當(dāng)前全球經(jīng)濟(jì)不景氣，但軌道交通裝備行業(yè)還是呈現(xiàn)出了強(qiáng)勁的增長態(tài)勢(shì)。全球軌道交通裝備行業(yè)產(chǎn)值，從2010年的1310億歐元增長到2012年的1430億歐元、2013年的1620億歐元。未來，每年還將有3.4%的年平均增長率。預(yù)計(jì)到2018年，全球軌道交通裝備制造業(yè)的產(chǎn)值有望突破1900億歐元。
近十年來，對(duì)于中國現(xiàn)代化建設(shè)而言，軌道交通在優(yōu)化城市空間結(jié)構(gòu)，緩解城市交通擁擠，保護(hù)環(huán)境等方面等都顯示出積極促進(jìn)作用，已日益成為我國走新型城市化道路的重要舉措，伴隨著中國城市化進(jìn)程的加快，城市交通需求劇增，城市軌道交通也進(jìn)入高速發(fā)展時(shí)期。由于國家政策的正確引導(dǎo)和相關(guān)城市對(duì)規(guī)劃建設(shè)軌道交通的積極努力，我國城市軌道交通發(fā)展從速度、規(guī)模和現(xiàn)代化水平上均顯示了健康、快速的上升趨勢(shì)。2013年末，我國累計(jì)有19個(gè)城市建成投運(yùn)城軌線路87條，運(yùn)營里程2539公里。實(shí)際新增2個(gè)運(yùn)營城市、16條運(yùn)營線路、395公里運(yùn)營里程。在2539公里運(yùn)營里程中，地鐵2074公里，占總里程的81.7%;輕軌192公里，占總里程的7.6%;單軌75公里，占總里程的3.0%;現(xiàn)代有軌電車100公里，占總里程的3.9%;磁浮交通30公里，占總里程的1.2%;市域快軌67公里，占總里程的2.6%。
國務(wù)院印發(fā)《“十二五”綜合交通運(yùn)輸體系規(guī)劃》中提出：根據(jù)不同城市規(guī)模和特點(diǎn)，制定差別化的軌道交通發(fā)展目標(biāo)，有序推進(jìn)輕軌、地鐵、有軌電車等城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。市區(qū)人口超過1000萬的城市，逐步完善軌道交通網(wǎng)絡(luò);市區(qū)人口超過300萬的城市，初步形成軌道交通網(wǎng)絡(luò)主骨架;市區(qū)人口超過100萬的城市，結(jié)合自身?xiàng)l件建設(shè)大容量地面公共交通系統(tǒng)。
軌道交通重點(diǎn)工程為：建設(shè)北京、上海、廣州、深圳等城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)，建成天津、重慶、成都、沈陽、長春、武漢、西安、南京、杭州、福州、南昌、昆明、大連、青島、寧波、哈爾濱、蘇州、無錫、長沙、鄭州、東莞、南寧等城市軌道交通骨架;規(guī)劃建設(shè)合肥、貴陽、石家莊、太原、廈門、蘭州、濟(jì)南、烏魯木齊、佛山、常州、溫州等城市軌道交通骨干線路。
中國重點(diǎn)城市城市軌道交通發(fā)展規(guī)劃(一)(單位：公里)
中國重點(diǎn)城市城市軌道交通發(fā)展規(guī)劃(二)(單位：公里)
以上重點(diǎn)項(xiàng)目共涉及37個(gè)城市，除了已獲批的32個(gè)城市，其余溫州、烏魯木齊、太原、濟(jì)南、佛山等5座城市未獲批得而得已列入《規(guī)劃》，可見“十二五”期間，這5座城市必定會(huì)獲批建設(shè)軌道交通，除此之外并不排除其他城市獲批的可能，由此保守估計(jì)，“十二五”末，全國至少有37座城市獲批建設(shè)軌道交通。
軌道交通車輛發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)
城市軌道交通車輛數(shù)量隨城軌地鐵運(yùn)營里程的增長而穩(wěn)步增長，2012年中國城軌地鐵車輛保有量已突破13700輛，是2006年的4.8倍，其中地鐵運(yùn)營車輛約12800輛。同時(shí)，每公里城軌車輛保有量從2006年的4.41輛/公里穩(wěn)步上升到2012年近6輛/公里。主要原因在于隨著各城市軌道交通通車路線的增長，軌道交通逐步成網(wǎng)運(yùn)行，使得軌道交通運(yùn)營優(yōu)勢(shì)逐步顯現(xiàn)，客流增長帶動(dòng)開行密度增加，所需車輛逐步增多。
一般城軌車輛的使用壽命約為30年，國內(nèi)城軌車輛大多服役期限僅幾年時(shí)間，遠(yuǎn)未到其報(bào)廢更新時(shí)間，近期城軌車輛市場(chǎng)需求仍以新增需求為主。以城軌車輛保有量6輛/公里和新車550萬元/輛計(jì)算，2013-2015年城軌車輛市場(chǎng)空間為555億元。
考慮城軌車輛維修市場(chǎng)，一般城軌車輛大修時(shí)間間隔為10-12年，每年將有1000輛城軌車輛需要進(jìn)行大修，按每輛維修費(fèi)用200萬元計(jì)算，可以估算出未來幾年，維修市場(chǎng)空間約為每年20億元。
預(yù)計(jì)2013-2015年，城軌車輛市場(chǎng)總空間為555億元。考慮未來幾年城市軌道車輛保有量和軌道車輛價(jià)格的上漲，實(shí)際城軌車輛市場(chǎng)總空間可能達(dá)到600億元。
軌道交通的大發(fā)展呼喚輕量化
軌道交通車體重量一直是有關(guān)使用者關(guān)注的重點(diǎn)，在同等牽引動(dòng)力的前提下，只有減輕車體重量，才能使列車增加有效載荷，列車起動(dòng)、制動(dòng)距離才能縮短，運(yùn)行速度才能更快。以鋼鐵為主要車體材料的列車，由于車體自身重量很大，難以高速運(yùn)行。因此目前鋼制車體的軌道交通列車時(shí)速一般不超過160km;自1952年英國工程師將鋁合金型材應(yīng)用在軌道交通車體制造以來，軌道交通車體重量較傳統(tǒng)鋼材車體重量減重了25-30%，產(chǎn)生了極大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。從而推動(dòng)了高速列車的大發(fā)展。加上自動(dòng)化控制技術(shù)的采用，列車運(yùn)行速度也由原來的時(shí)速100多公里提高到250-350km/h，使軌道交通發(fā)生了革命性變化。它不僅拉近了人們之間的時(shí)空距離，還提供了高效快捷的服務(wù)。
但一列八節(jié)車廂組成的高速列車其牽引動(dòng)力高達(dá)5500-8800kw，因而尋找更輕的金屬材料減輕車體重量，已成為節(jié)能降耗、減輕環(huán)境污染的不二選擇。我國的資源結(jié)構(gòu)、環(huán)境壓力、對(duì)軌道交通車體輕量化的需求更為迫切。
鎂合金在軌道交通車體制造中應(yīng)用的可行性
鎂合金在軌道交通中應(yīng)用的可行性，主要有三個(gè)方面：一是材料的性能能否滿足軌道交通車體制造的要求；二是經(jīng)濟(jì)性，既鎂合金材料的價(jià)格能否為車體制造廠家所接受；三是鎂合金材料在其使用生命周期內(nèi)的社會(huì)效益，即節(jié)能環(huán)保效果。
1、材料性能(主要與目前普遍采用的鋁合金比較)由于目前軌道交通普遍采用鋁合金型材或板材作為車體材料以減輕車體重量，根據(jù)北車集團(tuán)首席專家李瑞純提供的資料，我們選常用的鋁合金材料與常用的鎂合金材料進(jìn)行比較，變形鎂合金的機(jī)械性能，經(jīng)一定熱處理工藝后，絕大部分與目前常用鐵道車輛用鋁合金型材的機(jī)械性能相當(dāng)。完全可以取代相當(dāng)一部分鋁合金。
2、經(jīng)濟(jì)性即變形鎂合金型材與變形鋁合金型材價(jià)格比較：以車體材料為例，現(xiàn)在鋁合金車體型材平均價(jià)格在2.7-2.9萬元/噸。因鎂合金密度僅為鋁合金的2/3，按此推算鎂合金車體型材的價(jià)格應(yīng)在3.6-4.2萬元/噸之間，這一價(jià)格在目前鎂錠市場(chǎng)價(jià)格的情況下，鎂合金型材加工企業(yè)是可以接受的，車體制造企業(yè)也可以承受，因而經(jīng)濟(jì)性不成問題。
3、社會(huì)效益：因鎂合金密度是鋁的2/3，使用鎂合金平均每節(jié)車廂較鋁合金車體可減重1.5噸，以8節(jié)一列動(dòng)車組為例，可減重12噸。以目前一列動(dòng)車組加上旅客等重量約為500噸計(jì)，可減重2.4%。以現(xiàn)在一列動(dòng)車組功率5500-8800kw計(jì)算，平均可減少功率消耗132-211.2kw，以每列列車每天運(yùn)行13小時(shí)，全年按運(yùn)行300天計(jì)算，可節(jié)約能耗51-82萬度。以每度電0.8元計(jì)算，一列車平均可節(jié)約60萬元，減少二氧化碳排放放量約800噸，社會(huì)效益相當(dāng)可觀。
目前，我國鎂工業(yè)通過這幾年努力，已經(jīng)為國家軌道交通建設(shè)提供了幾十種大斷面型材、線槽、邊線、行李架骨架等，長度均在7.5米以上，其中，外接圓直徑達(dá)510mm，高度為82mm，壁厚3-5mm的大尺寸中空型材已達(dá)到了科技部“十二五計(jì)劃”中的要求?，F(xiàn)在國內(nèi)的涉鎂企業(yè)正在積極參與研發(fā)高鐵座椅或航空座椅、高鐵的衛(wèi)生潔具等零部件的生產(chǎn)，目前高鐵用鎂合金壓鑄件的生產(chǎn)主要集中在頭靠(340g)、扶手(398g)、支臂(150g)、座椅支架(450g)、頭靠側(cè)板(290g)、墻面固定器(520g)。
鎂合金在軌道交通中的應(yīng)用還需要解決的問題
1、目前應(yīng)用在軌道交通中的鎂合金型材，大都采用現(xiàn)有的常用鎂合金牌號(hào)如AZ31、AZ61、AZ80等經(jīng)過變形加工后，以同樣的幾何尺寸取代現(xiàn)有的鋁合金型材，用在非主要承力結(jié)構(gòu)件上，還有一定的局限性。如何根據(jù)軌道交通型材的機(jī)械性能特點(diǎn)，開發(fā)出專用鎂合金，對(duì)鎂合金行業(yè)和有關(guān)科研院所提出了新課題。
2、鎂合金和鋁合金盡管有許多相似之處，但仍有很大差異。如抗拉強(qiáng)度相等時(shí)，屈服強(qiáng)度有較大差異。鐵道部門的科研院所如何更好的根據(jù)有些差異，對(duì)現(xiàn)有的設(shè)計(jì)進(jìn)行修改來滿足軌道交通車體制造的需要也提出了新的任務(wù)。
3、盡管鎂合金擠壓型材在其擠壓時(shí)成型較好，但其常溫下很難矯直或整形，特別是大截面型材尤其困難。如何在生產(chǎn)中加強(qiáng)過程控制或在擠壓后改進(jìn)后處理工藝，以達(dá)到軌道交通型材大尺寸、高精度要求，對(duì)鎂合金型材生產(chǎn)企業(yè)提出了新挑戰(zhàn)。
4、現(xiàn)在的鎂合金車體型材大都用在內(nèi)飾件和非主要承載構(gòu)件，以規(guī)避其抗蝕性與鋁合金相比的差距。如何開發(fā)出抗蝕性更好，且涂層更牢固的鎂合金型材，以適應(yīng)軌道交通特別是高速列車外車體的需要，鋁合金取代鋼用了近30年，鎂合金取代鋁合金還有很長的路子要走，但我們希望縮短。
5、鎂合金用在軌道交通中是個(gè)全新的領(lǐng)域，盡管前景很好，但需要有大量資金的投入。尤其是在使用初期，沒有大批量采用的情況下，僅靠企業(yè)自身的努力是不行的，必須有國家的大力支持。衷心希望國家能像支持新能源汽車那樣支持鎂合金行業(yè)的發(fā)展，也希望有更多的有識(shí)之士能夠加入鎂行業(yè)，合作開發(fā)高性能鎂合金，加大鎂合金消費(fèi)力度，共享鎂在軌道交通事業(yè)中迎來的巨大商機(jī)!
（資料參考：《鎂合金型材在軌道交通中的應(yīng)用》——山東榮華盛鎂業(yè) 霍天常）