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。