高铁轨道、火车轨道为什么不弄成不锈钢的?_知道问答

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由于火车在钢轨上运行,钢轨需要承受来自车轮的巨大垂直压力,因此在钢轨的使用材料上有一定要求,我国目前采用的大多为钢锰钢轨。

在坐火车时,我们可能会注意到火车轨道往往是生锈的,生锈的轨道会影响列车行驶,行车安全,那为什么不采用不锈钢呢?

质量优良的钢轨应该具有足够的抗拉强度,良好的耐磨性,较高的抗剥离能力和抗疲劳能力,以及良好的可焊性。碳对钢的性质影响大。较高的含碳量,可使钢轨有较高的强度、硬度和耐磨性,但会降低钢材的塑性和韧性。锰可以提高钢的强度和韧性,能去硫脱氧。

在材质方面,西欧UIC钢轨多采用增加含锰量来提高其硬度和韧性,属于中锰钢钢轨。而美、日、前苏联等国则是采用增加含碳量 提高其抗拉强度和硬度.属于高碳钢钢轨。这种世界钢轨的两大系统近年来逐渐接近,多用在轨高较高、抗弯刚度较大的高碳中锰钢钢轨系统。

不锈钢硬度低,不适合作为钢轨。我们都知道不锈钢耐腐蚀性好,但从强度与耐腐烛性能两方面来看,碳在不锈钢中的作用是互相矛盾的,碳的含量越高钢的硬度越大,为了获得不锈钢的耐腐蚀性,不锈钢的含碳量一般都较低,因而硬度小不能作为钢轨。

其他

在露天的环境下,含有各种污染物质的雨以及火车废物排泄会造成钢轨生锈,因此铁路工人每天会进行养护、在钢轨上涂抹油,形成隔离层。但仍会产生锈蚀,把轨面压得高低不平造成火车颠簸,影响行车安全,因此每天铁路工人会使用各种手段进行钢轨损伤检查(探伤仪、电子信号等等),锈蚀到一定程度后会进行钢轨的替换。

虽然钢轨会生锈,但其实这种生锈是缓慢的,轧制后的锰钢钢材,由于金属表面致密,生锈只是表层,能比较好的保护内部。而且经常过车的铁轨是不会锈的,在使用过程中,铁轨与轮对不断摩擦,就会把锈迹磨掉了, 表面越磨越亮因此我们看到生锈的钢轨往往是侧面生锈而火车车轮摩擦的地方依旧是光滑的。

1不锈钢主要分为奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢、沉淀硬化型不锈钢等。

奥氏体不锈钢含合金元素铬(Cr)、镍(Ni)比较高,铬含量一般18%左右,镍含量一般9%左右,奥氏体不锈钢耐蚀性比较好,广泛应于容器、医用器械、船舶、建材等领域,但是由于奥氏体不锈钢经过固溶处理硬度也比较低,所以一般不用做受力件。

马氏体不锈钢含碳量一般在0.2%~1.2%之间,含铬量在13%~18%之间,典型代表有用作刀具和轴类零件的1Cr13、2Cr13、3Cr13等,热处理后硬度可达到50HRC,用作轴承的9Cr18,热处理后硬度可达58HRC。

沉淀硬化型不锈钢典型代表为0Cr17Ni7Al,主要用作弹簧垫片等。

2铁轨用钢主要为锰钢,一般含碳量在0.3%~0.6%之间,含锰量一般小于1%,其他合金元素含量也比较低。

3两者对比,与锰钢相比,无论哪种不锈钢合金元素含量远远高于它,合金元素含量越高,尤其是铬和镍越高,价格越贵,因此,不锈钢的价格远远高于锰钢。

4铁轨的主要破坏形式并非锈蚀,所以,为了提高一点耐蚀性而付出高昂的价格显然是不合理的。

有的回答说不锈钢软不适合作为火车轨道的材料,这是不准确的,一般来说奥氏体不锈钢确实较软,但是马氏体不锈钢可以通过淬火+回火工艺获得较高的硬度。

火车轨道不用不锈钢主要原因还是成本高,像铬镍元素,以及更高的热处理技术支持,都使不锈钢产品在价格上远高于锰钢。

在技术上制造能满足使用性能的不锈钢轨肯定是不成问题的,但要考虑是不是有必要,是不是大材小用。

1、实践出真知。无论是高铁铁轨与普通铁轨,最重要的最基本的要求无疑是无以伦比的抗压性、抗拉性、抗疲劳性与耐磨性等是最重要的考量因素。事实已经证明锰钢最适合于作为铁路上的铁轨。致于在抗腐蚀性方面其实在铁轨生锈时会产生锈后自动保护层,风吹日晒的铁轨正常使用几十年显然没问题。 2、各种钢铁产品有各自的特征与用途。如不锈钢,其为了解决不锈问题而添加了铬与镍的稀有金属,广泛使用于建筑上的防盗网、电梯房等民用与医疗器械方面等,在价格方面无疑比铁轨高得多,其抗拉抗压耐磨性诸方面无法与钢轨相提并论。不锈钢与钢轨各有各的特征与价值用途。相互间无法替代…

只要钱到位,不锈钢轨道的强度和硬度都没有任何问题。

轨道不使用不锈钢,并且一直也没有看到鞍钢,武钢(宝钢合并了)研究不锈钢轨道的说法。

核心点就在于:不锈钢太贵。而且有色金属产能跟不上铁路市场容量的需求。

这么说吧,以现在不锈钢市场的价格,接近1.5万一吨(以304,6.0mm卷板为例)

不锈钢价格

这个价格是目前使用的钢轨的价格的4倍。

钢轨价格

倘若真的采用了不锈钢做钢轨,我们假设一下,不锈钢各种品类,不管他是什么品类,就说到添加的元素:铬。各种不锈钢含铬量都在10%以上。

我们来看看每年国内铬的产量:

2007年-2017年,全球铬产量

每年全球铬的产量才有3000万吨。你知不知道,中国一年的钢铁产能是多少吨?是10-12亿吨

那么每年轨道钢材消耗量是多少吨?

2015-2019年中国轨道钢材用量

2015-2019年,中国每年度轨道钢材用量高达500万吨。如果按照10%的铬来计算,大约需要大约50万吨铬,这个消耗量,多余庞大了。

那么你知道中国铬矿的进口情况有多严重吗?

中国铬矿进口比例非常高

并且国内对铬矿的进口情况很严重。

全球铬矿主要产地

所以,钢轨确实没有办法使用不锈钢,主要原因在于造价太高。

为了经济,又为了解决防锈的问题:主要依靠涂层,及绝缘垫,等进行防锈,包括及时的检验,更换

事实上,在钢轨的防锈上面,目前主要采用的方式,就是刷图层。鞍钢采用的是水溶性的涂层,将脱碳层控制在0.3mm以下。将水溶性高温保护涂料喷到钢坯上,在加热炉内就能够隔绝空气,避免加热炉内化学气体影响钢坯质量,从而有效保护脱炭层深度,使脱炭厚度降到0.3毫米以下,满足高速钢轨的技术要求。

钢轨涂层

基本上目前重型钢轨的出厂寿命在15年左右。轻轨根据维护情况会高一些。

钢轨使用的钢材性能,不锈钢能不能达到?

重轨钢轨按照材料分为:普通含锰钢轨、含铜普碳钢钢轨、高硅含铜钢钢轨、铜轨、锰轨、硅轨等,

主要有38、43、50kg 三种。此外还有用于少数线路上的45kg轨,已计划在运量大和车速高的线路上用的60kg轨。

轻轨,主要有9、12、15、22、30等不同轨型。

主要的生产制备工艺:钢轨采用平炉、氧气转炉冶炼的碳素镇静钢轧制而成。其用途是承受机车车辆的运行压力及冲击载荷。

对钢轨的参数要求包括:

(1)轧制后的钢轨应笔直,不得有显著弯曲与扭转。对于轻重轨的局部弯曲和扭转及其矫正变形量,轨端面的倾斜等,不得超出标准规定。

(2)钢轨表面应洁净光滑,不得有裂纹、结疤、划痕等缺陷;其端面不得有缩孔痕迹和夹层等。对于轻重轨整体表面所允许存在的缺陷及其几何量的程度,均不得超过标准的规定。

国产轻轨 (GB11264-89)

国产重轨 (GB285-81)

按照这个轻轨和重轨的成分数据,我们就能知道,在抗拉伸强度等方面,其实马氏体不锈钢是可以达到要求的。

核心正如最开始所说的,你用一把宝刀切菜,是不是有点太浪费了?

跟不锈钢是否能达到硬度和强度没有关系,只是不锈钢达到了相同的抗拉伸强度后,价格你承受不起。

那些人说了一大堆,轨道一般用高猛钢,这个材料受到冲击时会对自己进行强化,变得非常坚硬(跟非牛顿液体道理差不多),所以高猛钢一般都是铸造成型,刀子越切他们他就越硬,根本切不动。还有就是平时看到铁轨边上都是锈迹斑斑,工作部分很光滑,一般经常工作的轨道,工作面是“不易生锈”,不锈钢虽然有良好的防锈性能,不过其他力学性能不适合做铁轨…旧手机换不锈钢脸盆!

铁路的铁轨是由钢组成的具体可分为普通含锰

钢轨

、含铜普碳钢

钢轨

、高硅含铜钢

钢轨

、铜轨、锰轨、硅轨等.钢轨的规格有:43kg/m、50kg/m、60kg/m、200公里高速铁路用轨(75kg/m)技术条件指标⑴ 化学成分和残留元素:200km/h钢轨化学成分采用U71Mn,UIC900A,PD3和BNbRE四个钢种,300km/h钢轨采用欧洲标准EN260,但其成分含量比原钢号成分稍做调整。⑵ 氢含量:钢水中[H]≤2.5??10-6;成品轨中[H]≤1.5??10-6。⑶ 总氧含量:[O]≤20??10-6。⑷ 拉伸:表1。⑸ 踏面中心线硬度:表1。表1钢轨的

力学性能

钢号

抗拉强度

/MPa 伸长率/ % 轨头踏面中心线硬度(HB)U71Mn,UIC900A ≥880 ≥10 260~300PD3,BNbRE ≥980 ≥9 280~320EN260 ≥880 ≥10 260~300注:同一根钢轨上,其硬度变化范围不大于30HB。⑹ 显微组织:钢轨断面的显微组织应为珠光体(允许有少量铁素体)组织,不得有马氏体、贝氏体及沿晶界分布的

渗碳

体。⑺ 脱碳层:连续封闭的铁素体网深度不得超过0.5mm。

非金属夹杂

物:按GB10561

标准检测

非金属夹杂

物规定A类杂质 B、C、D类杂质200km/h ≤2.5级 ≤1.5级300km/h ≤2级 ≤1级

铁轨由高硬度、高韧性的钢材建造的,原因是锰钢坚硬耐磨有一定的冲击韧性符合制造铁轨的条件。锰钢轨密度很大,当表面生成氧化锈膜后,会对内部形成保护作用,不会影响使用。不锈钢虽然耐腐蚀但是耐磨性、硬度都较差、价格也更贵、铁轨更换一般都是磨损严重而更换、没有因为锈而更换,所以没有必要为了防锈蚀去选用成本更高的不锈钢

钢轨的材料是有要求的,要有一定的弹性和韧性,一般是锰钢。不锈钢虽然不会生锈,但硬度太大,不适合用作钢轨,而且成本太高。另外,钢轨用到一定程度就需要更换,虽然会生锈,但经常跑火车,轨面也会磨的很亮,因此没有必要用不锈钢。

首先,不锈钢价格要高出,304大约是普碳钢的4倍,316L超过5倍,成本差距的太大。其次是机械性能,奥氏体不锈钢延展性能好,通俗点说就是软。马氏体铁素体不锈钢,虽说硬度高,但加工性能太差。也不适合加工成铁轨。当然,也有强度高,耐腐蚀,还适合加工的不锈钢材料,但说起价格,十几万一吨。就算铁道部舍得用,也不安全啊,多少人等着挖出来卖废料呢😄

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