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                为什么火车的轨道不用不锈钢,而用的是生锈的铁?




                  铁轨是铁路轨道的简称,它是由高硬度、高韧性的锰钢建造的,锰钢坚硬,耐磨,有一定的冲击韧性,符合制造铁轨的条件。另外,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。铁和钢是以含碳量的多少来区别的。含碳量在2%以下的铁碳合金是钢,含碳量在2%以上的则称之为生铁。


                  从冶金角度来说,并没有不锈铁这一说法 。不锈钢也是钢的一种,钢因为既有韧性、弹性,还有刚性。就生锈来说,生锈就是不耐腐蚀,决定不锈钢抗腐蚀的主要元素是铬。


                  铬元素含量在10.5%以上的钢就不生锈,这时铬与腐蚀介质的氧化作用,在其表形成氧化膜,可以阻止基本的进一步腐蚀。

                    制铁的成本远低于不锈钢,在设计制造一些使用寿命较短,且铁质能够满足材料使用要求的,当然会用铁。

                    铁轨是习惯说法,其实它是钢轨
                ,为提高抗压耐磨强度,通常加入了锰元素。不锈钢为抗氧化腐蚀,通常加入了铬钼元素。使用钢轨要综合考虑强度、耐磨度,柔韧度、可塑度,抗腐蚀度,高强度耐磨等,不锈钢达不到要求,不会采用。

                    不锈钢之所以不可以,是因为耐性不够,热胀冷缩之下很容易损坏。在日常的风吹雨淋和曝晒之下,不锈钢会很容易损坏。而这种高猛铁轨虽然看起来生锈,但是只是表面上有一层锈迹,内部还是完好如初的。



                    另外,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。

                    首先从技术上说: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一样,也是生锈的,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。


                 
                    但是,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;有经验的人就知道,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颜色差不多;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。

                    从资源上说,不锈钢中使用的镍和铬都是比较稀缺的矿产,尤其是镍比较紧缺,有用、好用的东西总要用到关键的地方,不能随意使用浪费。


                    从成本上说,买材料,做零件,装机器都会考虑成本的。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的不止是一点点,而是相差好几倍的。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,比方: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。所以也不一定就是生锈的材料就不能用到有腐蚀的地方。


                    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。不能一概而论地说全用不锈钢材料代替。在机械专业和材料专业,有专门的材料课程来介绍怎样选材和材料性能的。

                    火车轨道是火车既定的运行轨道,是目前火车铁路技术不可或缺的一种模式。应该大家都有注意过基本上所有的火车轨道都是锈迹斑斑的,就连新建成的火车轨道也是这个样子。生锈的铁制品寿命变短不说,还会变的非常脆弱。


                 

                来源:制造原理









                为什么火车的轨道不用不锈钢,而用的是生锈的铁? 2021-2-23 本文被阅读 43 次
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