高速铁路上，要想让列车跑得更快、更安全，减轻重量是个必须解决的大难题。给列车减重，相当于让钢铁也能飞得起来。最早的传统碳钢车体重量通常达到几十吨，乘客重量几乎没变，却因为车体太重导致燃油和维护成本不断攀升。不锈钢和铝合金的出现，直接把车体的重量减轻了超过四成。这种改变不仅减轻了车体重量，还提高了列车的速度和效率。 日本在60年代就开始使用不锈钢制作车体，板厚从6毫米降到1.5毫米，直接把重量减轻了40%。不锈钢既耐腐蚀又美观，还有个好处是不需要喷漆。但是不锈钢有个问题就是气密性不行，超过200公里每小时就容易漏气，所以只能退而求其次，用在车内装饰和骨架上。铝合金密度只有钢的三分之一，表面氧化膜自带防腐功能。从50年代开始，美国、加拿大、日本、德国、法国都把铝型材用到了转向架和车厢上。现在300公里以上时速必须用铝制材料。中国的CRH2/3/5三代动车组中，除了CRH1坚持用不锈钢之外，其他车型都清一色用了铝合金。 镁合金和钛合金被科学家们寄予厚望，因为它们的密度只有1.8克每立方厘米和1.4克每立方厘米，比钢轻了整整66%。不过由于成本高、焊接困难、疲劳数据不足等问题，目前还在实验室阶段。 纤维增强树脂（FRP）这种复合材料把高强度、耐疲劳和阻燃这些特点都结合在一起了。从60年代开始，英国、日本、德国就把玻璃钢、芳纶、碳纤维用到了车头前端和车体侧墙等部位。西欧统计数据显示玻璃纤维占58%，碳纤维占20%，剩下的由芳纶和其他树脂填补。 转向架是列车的“脊梁”，既要有高强度又要耐磨还得容易检修。虽然传统碳素钢加低合金钢还是主流选择，但高分子复合材料加铝合金构架已经开始悄悄上线了。德国的ICE-T试验列车就把碳纤维替代了部分钢材，在减轻了18%重量的同时提高了30%的疲劳寿命。 给列车“瘦身”不仅限于外形上的改变，内装设备也得跟着减下来。过去装饰板、厕所、水箱、座椅都是钢铁或者塑料做的“重灾区”，现在换成铝合金叠加不燃纤维增强塑料既轻又防火。卫生间、洗手台还有座椅下面都换成了不燃材料。 轮轨系统也得跟着一起“减肥”。高速铁路曲率半径大，应变速率高导致疲劳损伤比磨耗更严重。欧洲重点研究Cr-Mo合金钢轨以应对这些问题；德国还试验了贝氏体钢轨来提高抗剥离性能。为了减轻重量，德国把轮心做成FRP再套钢质轮箍。 无砟轨道通过把混凝土灌进轨枕与铁轨间的缝隙来锁固防震降噪；聚氨酯枕木更是把弹性做到了极致。单节CRH3动车组就用掉了84升聚氨酯胶黏剂；聚脲弹性体涂层让无砟轨道在高速重载下依然稳如磐石。 受电弓从碳滑板升级到浸金属碳滑板；制动盘也从铸铁变成Ni-Cr-Mo或者Cr-Mo-V合金锻钢；粉末冶金铜基闸片、含磷铸铁等材料都在提升刹车性能；六连杆橡胶关节、低发泡聚氨酯弹性层这些橡胶元件把冲击振动噪声拦在了车轮之外。 中国高铁已经走向世界，忠旺等铝型材巨头凭借完整研发与生产链为全球高速列车提供“中国方案”。