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为什么火车的轨道不用不锈钢,而是生锈的铁
作者:张七磊 日期:2021年04月28日 来源:研发部 浏览:

内容导读:铁轨是铁路轨道的简称,铁轨是习惯说法,它是由高硬度、高韧性的钢材建造。

铁轨是铁路轨道的简称,铁轨是习惯说法,它是由高硬度、高韧性的钢材建造。为提高抗压耐磨强度,通常加入了锰元素。锰钢坚硬耐磨、有一定的冲击韧性,符合制造铁轨的条件。此外,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物品,当然会用铁。

之所以不可以用不锈钢,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。而现在所用的这种高锰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。

 

不锈钢还有其他一些特性。

 

首先从技术上说,一般人都认为不锈钢是不生锈的,事实上,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,可以防止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,很多情况下不能使用不锈钢。不锈钢有很多个品种类别,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。

 

因此从技术上说,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得不止是一点点,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。

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