電車の車体素材として、鉄・アルミ・ステンレスのどちらが最も腐食しにくいか？

電車などの鉄道車両の車体素材として、鉄(普通鋼)とかアルミとかステンレス鋼の三系統があったりしますよね。
これらの中で最も腐食しにくいのは、どれになるのでしょうか？
鉄こそ最も腐食しやすいのは、百も承知ではありますが…。

質問者からの補足コメント

• 

  ただ、JR東日本のステンレス車は、凹んで撓んでいるかのような箇所がやたらと多かったりしますよね。あれは、外板の厚みを薄くし過ぎた為の結果なのでしょうかねぇ…。

  No.1の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2023/08/14 16:18

• では、マグネシウムはどれくらいに腐食に強いのでしょうか？
  ステンレスと比較して、どれほどのものなのでしょうか？

  No.3の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2023/08/14 16:27

• となると、燃えにくさではステンレス車体がトップで、次に燃えにくいのは鉄製車体と言う事でよろしいでしょうか？

  No.7の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2023/08/14 17:28

No.7 ベストアンサー 回答者： w124-youngclassic 回答日時： 2023/08/14 17:18

こんにちは。

▪️鉄車体(鋼製車体)
錆びるが安価。
製造しやすい。

▪️ステンレス車体
錆びず長寿命で塗装が要らない。
加工しにくく曲面を作るのが大変。
曲面がある前面は、塗装した鋼製の部品か骨組みの上にFRPで整形する。
鋼製より新造価格は高価に、また踏切事故などで曲損した場合の板金作業が大変だが、塗装しないで済むメリットと錆びない為、鋼製より軽量に作れる。

▪️アルミ車体
軽量で連続溶接なので、気密性に優れる。新幹線は大抵アルミで製造する。
製造時、電気溶接で多量の電気を必要とし、アルミニウム自体の単価も他と比べて高いので、コストはとても高くなる。
また、アルミ合金の融点は500～600℃と鉄鋼に比べて低いため、火災に際しては構体が溶融して形が無くなる可能性がある、その対策として床下に火源となる物がある場合、耐火壁を設けるなどの設計上の配慮が必要となる。

車体の長寿命で言うと、
ステンレス車体がもっとも長く、次にアルミ車体、一番短命は鋼製車体です。

車体の軽量化でいうと、上記に順位で、ステンレス車体とアルミ車体とで順位が入れ替わります。

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＞JR東日本のステンレス車は、凹んで撓んでいるかのような箇所がやたらと多かったりしますよね。あれは、外板の厚みを薄くし過ぎた為の結果なのでしょうかねぇ…。

ステンレスは溶接する際に歪みが発生しやすいモノです。
車体自体に掛かる荷重は台枠なので、車体構体の凹みは安全面では問題ありません。
溶接技術の問題で、鉄道会社というよりは製造した車両メーカーの問題です。

＞マグネシウムはどれくらいに腐食に強いのでしょうか？
＞ステンレスと比較して、どれほどのものなのでしょうか？

マグネシウムで車体を作る。
いまJR東日本の試験車両(アルファエックス)研究されているテーマなのですが、遮音性を維持しながら約23％の軽量化を達成しています。
ただ、燃えやすく強度で問題があり、今まで鉄道車両では使われませんでした。
現時点では床板での試験施工のみで、車体構体でとか言える段階ではありませんので、コストがどうのとか以前の段階です。

この回答へのお礼

毎度の事、有難う御座います。
もしお時間があるようでしたら、下記リンクの質問投稿にも御回答願います。
https://oshiete.goo.ne.jp/qa/13562021.html

お礼日時：2023/08/16 10:50

No.8 回答者： w124-youngclassic 回答日時： 2023/08/16 10:07

こんにちは、No.7です。

＞となると、燃えにくさではステンレス車体がトップで、次に燃えにくいのは鉄製車体と言う事でよろしいでしょうか？

鋼製車体とステンレス車体とでは変わらないかなと。

質問者様のご自宅にあるフライパンを空焚きすれば、分かる話です。
基本的に燃えませんし。

最も車体を軽量化しなければならないはずの気動車では、アルミ車体は使われません。それは上記理由からになります。

過去のガスタービン試験車両ですら、動力車は鋼製です。
アルミ車体だったのはエンジンの付いていない付随車だけでした。

この回答へのお礼

そうか、気動車は「内燃エンジン車」と言う事もあってか、そこが火元となる場合があるんでしたっけ。が、燃料電池車であれば、その心配は無いでしょうけど…。

お礼日時：2023/08/16 10:47

No.6 回答者： gisahan 回答日時： 2023/08/14 17:07

（車体）＝側構えなどのお客さんが入る部屋の外壁部分の話ですね。

設計的には車両の総重量との関係もあり特に外板は大きな要素です。
それぞれの材料規格から強度を勘案して骨組みの構造も重要です。

原価的に工作方法とのからみもあり、メーカーではデザインに配慮しつつ
その選択が決められます。その中で塗装の可否や沿線の地域性から寿命も大変重要なポイントです。

ただ一つ、板材の溶接で全体としてのひずみを小さくするために、スポット溶接方式を使うのですが、その跡が見苦しいものも見受けられました。

No.5 回答者： ultraCS 回答日時： 2023/08/14 16:47

錆びやすさは鉄＞アルミ＞ステンレス

素材としての重量は鉄≒ステンレス＞アルミ
素材としての強度は鉄≒ステンレス＞アルミ

鉄は錆びを見込んだ厚みにするので、鋼製車はどうしても重くなる。
ステンレスやアルミはその分軽量化できる、アルミは強度が弱いのでステンレス処理厚みが必要で、その分重くなる。ステンレスは加工性がよくないので、制作に費用が掛かり、アルミとステンレスはどっちもどっちになり、電鉄会社の考え方次第。

アルミだと国鉄が地下鉄東西線乗り入れ用に建造した301系はアルマイト加工ではなく、クリア塗装だったがその語グレー塗装に変更。最近のアルミ者は全塗装が多くなっている。
ステンレスは所為のBuddカーのライセンスで作られた車両は強度維持やゆがみを目立たなくするために多くのリブがありましたが、現在は2シート工法などでリブも少なく作りやすくなっています。なお、2シート工法の初期の車両、国鉄901系→209系900番台は施工が悪く、末期はべこべ子でした。

No.4 回答者： mimon01 回答日時： 2023/08/14 16:35

ステンレス鋼板は、JISに載っている物だけでも42種類あります。

そのうち、電車の車両用として多く使われているのは、SUS301Lという基本組成は17Cr-7Ni-低C-Nで溶接性に優れている他、冷間加工後に強度を増す材質ですから、あえて変形させて強度を得ているものと思われます。

No.3 回答者： angkor_h 回答日時： 2023/08/14 16:23

> 最も腐食しにくいのは、

その名が示すとおり、ステンレス鋼です。
その次がアルミ合金(錆に強いのは表面のアルミナ)です。
なので、これらの電車は、塗装が省略できます。

No.2 回答者： vygefyvga 回答日時： 2023/08/14 16:20

ステンレス。

風呂場にボディソープラックがありますが十数年まったく腐食していません。スチールは錆びますし、1円玉も劣化してます。しかしステンレスだからと言って手入れを怠ると光沢が無くなります。

No.1 回答者： daaa- 回答日時： 2023/08/14 16:14

ステンレス鋼。