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为什么火车轨道是钢材还会出现“铁锈”呢?怎么不改变材质呢?
发布时间:2022-05-14 03:04:03 来源:波音体育爱游戏app官网作者:波音体育注册
 

  不论高速铁路或普速铁路其重要的组成部分都是铁路轨道(简称铁轨),然而铁轨除了轨面以外其他部位总是锈迹斑斑、看起来很破旧的样子。

  那么问题来了,为什么铁路所使用的钢轨会生锈呢,会不会有安全风险?为什么不使用不锈钢呢?

  钢和铁的区别主要是含碳量不同,不论是钢或者铁都会生锈,铁只是一种地球上最常见的化学元素,在现实生活中纯粹意义的的“铁”我们几乎是看不到的。

  我们平时说的铁一般包括生铁和熟铁,严格说它们都不是纯粹意义上的“铁”,都是以铁元素为主的合金。

  钢也是以铁元素为主的合金,和铁的区别主要在于碳元素的含量:含量小于0.2%的叫熟铁或纯铁,含量在0.2-2%的叫钢,含量在2%以上的叫生铁。

  熟铁软,塑性好,强度和硬度均较低;生铁含碳很多,硬而脆,几乎没有塑性;钢具有生铁和熟铁两种优点,应用广泛。

  铁路所使用的的钢轨(一般为U71Mn或者U75V材质的高锰钢)也是铁元素为主的合金,长期风吹雨淋自然也会生锈并不稀奇,但由于含碳量较少本身就比铁耐氧化耐腐蚀。

  而钢轨表面也和其他部位一样会生锈,只不过运营中的线路由于轨面和列车车轮长期互相摩擦,所以轨面上生锈后也都会被磨掉,这也就是我们日常乘坐火车所见,钢轨除了轨面其他部位都是锈迹斑斑的。

  另外现在我国的钢轨几乎都采用的是高锰钢轨,这种材质比普通的钢铁多了锰元素和碳元素且密度很大,一定程度上增加了钢轨的硬度和韧性而且经过轧制的锰钢钢材,由于金属表面致密铁锈只存在于表层,内部完全不受影响能够承受日常运行中列车的高压和车轮的摩擦损耗,再加上铁路工务部门的日常检查保养,自然不会有什么安全风险。

  从技术上说一般人都认为不锈钢是不生锈的,可是实际情况却是不锈钢和其他合金钢材一样,也会生锈的,只是不锈钢生锈以后表面氧化膜(锈迹)颜色就是不锈钢的外观颜色,而且这层氧化膜比较致密,可以保护内部组织的进一步氧化生锈。

  决定不锈钢抗腐蚀的主要元素是铬,铬元素含量在10.5%以上的钢就比较耐腐蚀,但事无绝对这层氧化膜在一定条件下依然可以被腐蚀,尤其是在潮湿的酸性环境中腐蚀很明显。

  所以,很多情况下不锈钢也是不能使用的,不锈钢是有很多个品种类别的,而且不锈钢(尤其奥氏体不锈钢)硬度较低,比如用来制刀就很难出锋,即便出锋也很容易变钝,我们日常使用比较光亮的不锈钢板极易被划伤就是因为质地较软的缘故。

  故从技术上说,不锈钢不是不生锈,而是生锈后颜色与生锈前的颜色差不多,不锈钢的硬度也不够硬,韧性低,经不起无数列车的碾压;其性能也并不适合所有的地方使用,所以不能一概而论地用不锈钢代替其他材料;使用钢轨材料要综合考虑强度、耐磨度,柔韧度、可塑度,抗腐蚀度等,但高强度耐磨是首选,不锈钢达不到要求,自然不会采用。

  从成本上说,不锈钢所使用的镍和铬都是比较稀缺的矿产,自然不锈钢的价格比普通钢材、铝材、镁铝合金、塑料等其他材料的价格高,不锈钢价格基本上是高猛钢价格的3到4倍,只要便宜的材料能够满足要求,谁会用贵的材料呢?

  另外,即便是其他材料生锈,不耐腐蚀,现在也有很多种表面处理技术,可以保护材料不受腐蚀,比如:喷漆、喷粉、电镀、电泳、表面氧化、表面化学处理(氮化、氰化等等)都能改善材料表面腐蚀问题。

  综合来看,就是不锈钢并不能用来代替其他所有材料,只有充分综合考虑了零件功能、材料性能、工作环境、零件成本、加工性能和可能性等因素后,才能给零件选定一个合适的材料,就目前来看,锰钢依旧是最适合铁轨的钢材,就如同生活中神马高富帅白富美都是浮云,适合自己的才是最好的!返回搜狐,查看更多

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